[發明專利]一種基于移動性權重的VANET集群分簇優化方法

有效

• 申請號: 201911375100.1
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111131031B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 暴建民;吳晨杰;丁飛;米冠宇;任素菊
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L45/00
• 分類號: H04L45/00;H04L67/10;H04L67/12
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

1.一種基于移動性權重的VANET集群分簇優化方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1，車輛X_i進入網絡時，通過最初與其通信范圍內的其他車輛交換Hello消息來建立鄰居關系，如果它收到簇加入消息M_jc，則表示附近已有一個現有簇，它將確認并加入該簇；相反，如果X_i在時間T_x，沒有接收到M_jc，則需要簇的形成和選舉過程；

在車輛在其變速器范圍內發現多于一個主簇頭PCH的情況下，通過將車輛的位置和相對速度與可用PCH的位置和相對速度進行比較，來確定要加入的最合適的PCH；如果PCH的位置大于車輛的位置，則車輛接受加入PCH；如果同時兩個或更多個PCH在車輛前方，則車輛將加入相對較低速度的PCH；

步驟2，計算適應性值以確定哪個車輛將成為PCH，將這個新的狀態信息廣播到它的所有鄰居的X_j；

步驟3，在接收到新的狀態信息時，車輛執行CH選舉算法以確定最高權重值β_i，擁有最高權重的車輛則被選舉為PCH；

步驟4，在步驟3選舉出PCH后，將該車輛ID置為簇ID，并發送成為簇頭消息，收到簇頭消息的成員將自身修改為簇成員CM狀態；

步驟5，在步驟4的CM中，分配最高權重值的CM為副簇頭SeCH狀態，至此簇形成；

步驟6，周期性更新PCH和SeCH狀態消息以應付發現以下情況：

1)領導權從PCH轉移到SeCH；2)簇合并；3)PCH離開簇；

出現上述三種情況時將觸發維護機制，將速度作為確定PCH是否適合繼續其領導的標準；PCH需要定期維護其SeCH的狀態信息，以確保其在需要時積極承擔責任；在該過程中，每當它確定PCH的當前速度更大時，PCH繼續其領導，更新SeCH的狀態信息并與所有CM共享此信息；

交通堵塞車輛被迫減速的情況下，PCH不會放棄其責任；而當SeCH的當前速度大于PCH的速度而沒有在道路上發生任何事件時，PCH減慢并且即將退出；PCH辭去了領導責任，并將其地位改為CM；然后SeCH將其狀態更改為PCH并將其ID指定為簇ID；之后由新PCH確定新的SeCH，而不執行簇形成和CH選舉算法；然后將更新的狀態信息廣播到簇內的所有CM。

2.根據權利要求1所述的一種基于移動性權重的VANET集群分簇優化方法，其特征在于：步驟1中，如果X_i在時間T_x，沒有接收到M_jc，如公式(1)所示：

Nmax是變速器范圍內的車輛總數，而MAC層由分布式協調功能控制，其中車輛利用最小競爭窗口CW_min和最大競爭窗口大小CW_max值；對于每次不成功的傳輸，車輛將CW_min值加倍，直到達到最大值。

3.根據權利要求1所述的一種基于移動性權重的VANET集群分簇優化方法，其特征在于：步驟3中，權重值β_i計算公式如公式(2)和(3)所示：

β_i＝(wv₁*N_i(t))+(wv₂*μ_normal)+(wv₃*ρ_normal) (2)

wv₁+wv₂+wv₃＝1 (3)

式中N_i(t)表示節點接連級別，即簇中時間t時節點i的鄰居數量；μ_normal、ρ_normal表示相鄰車輛標準化后的平均速度和距離，而wv₁、wv₂、wv₃分別為每個參數相關的權重因子。