專利名稱：車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
車載自組網(wǎng)VANET (Vehicle Ad-Hoc Network)是近年來新興發(fā)展起來的一個研究領(lǐng)域，它是指通過把移動的車輛作為節(jié)點或路由組織成一個可以移動的、自治的無線網(wǎng)絡(luò)形式。在這樣的網(wǎng)絡(luò)形式下，移動的車輛互相交換信息，以一定的方式將交通流信息、車輛信息、環(huán)境信息等數(shù)據(jù)進行存儲、計算和轉(zhuǎn)發(fā)，可在某種程度上有效提高信息的傳播速度和公開化，從而提高交通的安全性和高效性，在智能交通系統(tǒng)(ITS)中起著舉足輕重的作用。車載自組網(wǎng)在交通運輸中有著廣泛的應(yīng)用，最初設(shè)計發(fā)展車載網(wǎng)絡(luò)的目標主要是兩個方面，一個是使得車輛駕駛在計算機和網(wǎng)絡(luò)的輔助下更輕松，更安全；另一個是使得交通整體更有效的進行，避免交通局部的堵塞，扎堆等情況，建立合理的交通分流機制。但是車載網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到今天，已經(jīng)不再局限于這兩個方面的發(fā)展，而是擴展到了電子商務(wù)，娛樂接入，公共消息服務(wù)等。目前大多數(shù)移動自組網(wǎng)的研究都以每一個通信節(jié)點為獨立單位進行研究，即傳統(tǒng)分散結(jié)構(gòu)。在分散結(jié)構(gòu)中，所有的車輛節(jié)點都是獨立路由候選。但是到了車載自組網(wǎng)中，這種全分散的結(jié)構(gòu)卻未必適合所有的情況。如果所有的車輛作為獨立節(jié)點發(fā)送信息，容易形成嚴重的局部網(wǎng)絡(luò)堵塞現(xiàn)象。同時，在目前的應(yīng)用上，車輛之間作為獨立節(jié)點的通信方式較為單一，不夠靈活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服、補充現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法，在對道路進行預(yù)定義的固定網(wǎng)格的基礎(chǔ)上做進一步改進，包括領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的選取、動態(tài)網(wǎng)格的融合和拆分、領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的替換。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法，包括:動態(tài)網(wǎng)格領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點選取方法:在相互的通信范圍內(nèi)的車輛節(jié)點根據(jù)各自的評估函數(shù)值，選取出評估函數(shù)值最大的作為領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點；動態(tài)網(wǎng)格的融合方法:兩個動態(tài)網(wǎng)`格的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL在其互相通信范圍內(nèi)，并且其相對速度小于設(shè)定的速度閾值時，擁有較少GM的動態(tài)網(wǎng)格作為融入方，加入到擁有較多GM的動態(tài)網(wǎng)格的被融入方；動態(tài)網(wǎng)格的拆分方法:動態(tài)網(wǎng)格中的一個或多個車輛節(jié)點離開其領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL的通信范圍時，向領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL發(fā)送拆分請求，領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL向網(wǎng)格內(nèi)的所有成員廣播拆分信息，有意愿加入拆分后的新網(wǎng)格的車輛節(jié)點形成拆分后的新網(wǎng)格；領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點替換方法:領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL準備放棄其領(lǐng)導(dǎo)權(quán)時，選擇候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點并向其傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，交接領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。進一步地，所述動態(tài)網(wǎng)格領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點選取方法具體包括以下步驟:
步驟101:所有車輛節(jié)點記錄本車輛的信息:車輛唯一標識ID，車輛位置locv，車輛速度V，車輛方向dir ；步驟102:所有車輛節(jié)點向其鄰居節(jié)點發(fā)送步驟101中的信息，更新鄰居節(jié)點信息；步驟103:在所有車輛普通節(jié)點GM中計算各個節(jié)點V的評估函數(shù)值W(V)，其中評估函數(shù)值用以定義該車輛節(jié)點成為領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的概率，計算方法為
權(quán)利要求
1.一種車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法,其特征在于,包括: 動態(tài)網(wǎng)格領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點選取方法:在相互的通信范圍內(nèi)的車輛節(jié)點根據(jù)各自的評估函數(shù)值，選取出評估函數(shù)值最大的作為領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點； 動態(tài)網(wǎng)格的融合方法:兩個動態(tài)網(wǎng)格的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL在其互相通信范圍內(nèi)，并且其相對速度小于設(shè)定的速度閾值時，擁有較少GM的動態(tài)網(wǎng)格作為融入方，加入到擁有較多GM的動態(tài)網(wǎng)格的被融入方； 動態(tài)網(wǎng)格的拆分方法:動態(tài)網(wǎng)格中的一個或多個車輛節(jié)點離開其領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL的通信范圍時，向領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL發(fā)送拆分請求，領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL向網(wǎng)格內(nèi)的所有成員廣播拆分信息，有意愿加入拆分后的新網(wǎng)格的車輛節(jié)點形成拆分后的新網(wǎng)格； 領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點替換方法:領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL準備放棄其領(lǐng)導(dǎo)權(quán)時，選擇候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點并向其傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，交接領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。
2.如權(quán)利要求1所述的車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法，其特征在于，所述動態(tài)網(wǎng)格領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點選取方法具體包括以下步驟: 步驟101:所有車輛節(jié)點記錄本車輛的信息:車輛唯一標識ID，車輛位置1cv，車輛速度V，車輛方向dir ； 步驟102:所有車輛節(jié)點向其鄰居節(jié)點發(fā)送步驟101中的信息，更新鄰居節(jié)點信息；步驟103:在所有車輛普通節(jié)點GM中計算各個節(jié)點V的評估函數(shù)值W(V)，其中評估函數(shù)值用以定義該車輛節(jié)點成為領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的概率，計算方法為
3.如權(quán)利要求1所述的車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法，其特征在于，所述動態(tài)網(wǎng)格的融合方法具體包括以下步驟:步驟201，首先計算并比較互相通信范圍內(nèi)的兩個動態(tài)網(wǎng)格的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL擁有的GM數(shù)量，擁有較多GM的動態(tài)網(wǎng)格作為被融入方；擁有較少GM的動態(tài)網(wǎng)格作為融入方，融入方的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL將放棄領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，成為一個普通節(jié)點GM，并且融入方的候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點CL和網(wǎng)格路由節(jié)點GR也成為普通節(jié)點GM ； 步驟202，融入方的GM判斷其是否在被融入方動態(tài)網(wǎng)格的通信范圍內(nèi)并且其速度小于設(shè)定的速度閾值，若是則轉(zhuǎn)往步驟203，若不滿足上述條件則融入方的GM將重新選擇其它可加入的動態(tài)網(wǎng)格； 步驟203，融入方的GM向被融入方的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL發(fā)出融合請求包Merge_Seq，表示欲加入被融入方動態(tài)網(wǎng)格； 步驟204,當前被融入方的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL收到融合請求包Merge_seq,根據(jù)收到的信息、被融入方動態(tài)網(wǎng)格的最大容量、通信距離計算是否允許加入，若允許加入，則轉(zhuǎn)往步驟·207，發(fā)送融合許可包Merge_ack ;若不允許加入，則轉(zhuǎn)往步驟205，發(fā)送融合拒絕包Merge_refu ； 步驟205，被融入方的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL向欲加入的GM發(fā)送融合拒絕包Merge_refu ； 步驟206，欲加入被融入方的GM收到融合拒絕包Merge_refu后或者在等待一個超時時間Twait之后未收到融合許可包Merge_aCk，則不再向當前被融入方發(fā)送融合請求；無法加入被融入方的GM重新生成新的動態(tài)網(wǎng)格；轉(zhuǎn)往步驟210 ； 步驟207，被融入方的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL向欲加入的GM發(fā)送融合許可包Merge_ack ； 步驟208，收到融合許可包Merge_ack的GM確認加入則向被融入方的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL發(fā)送融合確認包Merge_conf irm ； 步驟209,被融入方的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL收到融合確認包Merge_confirm之后進行融合后新動態(tài)網(wǎng)格的更新，向融合后新動態(tài)網(wǎng)格的所有成員發(fā)送融合更新信息MergeJJpdate,融合后新動態(tài)網(wǎng)格內(nèi)所有成員重新計算節(jié)點各項權(quán)值，進行新的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點、路由節(jié)點的選??；步驟210，融合結(jié)束。
4.如權(quán)利要求1所述的車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法，其特征在于，所述動態(tài)網(wǎng)格的拆分方法具體包括以下步驟: 步驟301:欲脫離動態(tài)網(wǎng)格的車輛節(jié)點中任意一個車輛節(jié)點向當前網(wǎng)格領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL發(fā)出拆分請求包Split_seq ； 步驟302:拆分請求申請通過之后，當前網(wǎng)格領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL在網(wǎng)格內(nèi)廣播拆分請求響應(yīng)包 Split_ack ； 步驟303:當前網(wǎng)格內(nèi)所有車輛節(jié)點收到拆分請求響應(yīng)包Split_ack之后，分析數(shù)據(jù)包中消息，如果車輛節(jié)點附和該拆分請求，即該車輛節(jié)點有意愿加入拆分后的新網(wǎng)格，則轉(zhuǎn)往步驟304，向領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL發(fā)送拆分認可包Split_reaCk ;否則保持不回復(fù)任何消息； 步驟304，有意愿加入拆分后的新網(wǎng)格的車輛節(jié)點向領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL發(fā)送拆分認可包Split—reack ； 步驟305，當前網(wǎng)格領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL在等待一個超時時間Twait之后，統(tǒng)計所有在此期間發(fā)送過拆分認可包Split_reack的車輛節(jié)點，形成一個拆分統(tǒng)計信息包Split_stat,然后將該拆分統(tǒng)計信息包Split_stat再次廣播出去； 步驟306，任何接收到拆分統(tǒng)計信息包Split_stat的車輛節(jié)點如果對包的內(nèi)容有異議，則轉(zhuǎn)往步驟307 ;如果沒有異議則轉(zhuǎn)往步驟308 ； 步驟307，對拆分統(tǒng)計信息包Split_stat有異議的車輛節(jié)點發(fā)送拆分中斷包Split_break，和領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL再次協(xié)調(diào)，直到?jīng)]有異議； 步驟308，對拆分統(tǒng)計信息包Split_stat沒有異議的所有欲加入拆分后的新網(wǎng)格的車輛節(jié)點選取新的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，新的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點選定路由節(jié)點，形成拆分后的新網(wǎng)格； 步驟309，當前動態(tài)網(wǎng)格中，如果有路由節(jié)點被拆分出去，重新由當前動態(tài)網(wǎng)格的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL選定新的路由節(jié)點； 步驟310，當前網(wǎng)格領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL正式向當前動態(tài)網(wǎng)格內(nèi)的所有成員廣播網(wǎng)格拆分確認包 Split_confirm。
5.如權(quán)利要求1所述的車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法，其特征在于，所述領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點替換方法具體包括以下步驟: 步驟401，當領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL準備放棄其領(lǐng)導(dǎo)權(quán)時，發(fā)送請求控制節(jié)點轉(zhuǎn)移命令至候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點CL，候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點CL發(fā)送認可轉(zhuǎn)移命令至原領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL ； 步驟402，原領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL向候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點CL傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點CL發(fā)送認可傳輸命令包至原領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL ； 步驟403，普通節(jié)點GM向原領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點再次發(fā)送請求應(yīng)用數(shù)據(jù)的消息包，則原領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點返回錯誤提示信息并發(fā)送候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點信息至普通節(jié)點GM ； 步驟404，收到步驟403中信息的普通節(jié)點GM重新向候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點發(fā)送請求應(yīng)用許可；候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點同意應(yīng)用請求，回復(fù)應(yīng)用通知包至普通節(jié)點GM ； 步驟405，候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點即新的領(lǐng) 導(dǎo)節(jié)點向動態(tài)網(wǎng)格內(nèi)的所有其它節(jié)點廣播最新的信肩、O
全文摘要
本發(fā)明提供一種車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建方法，包括，動態(tài)網(wǎng)格領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點選取方法在相互的通信范圍內(nèi)的車輛節(jié)點根據(jù)各自的評估函數(shù)值，選取出評估函數(shù)值最大的作為領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點；動態(tài)網(wǎng)格的融合方法擁有較少GM的動態(tài)網(wǎng)格作為融入方，加入到擁有較多GM的動態(tài)網(wǎng)格的被融入方；動態(tài)網(wǎng)格的拆分方法動態(tài)網(wǎng)格中的一個或多個車輛節(jié)點離開其領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL的通信范圍時，向領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL發(fā)送拆分請求，領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點GL向網(wǎng)格內(nèi)的所有成員廣播拆分信息，有意愿加入拆分后的新網(wǎng)格的車輛節(jié)點形成拆分后的新網(wǎng)格；領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點替換方法領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點準備放棄其領(lǐng)導(dǎo)權(quán)時，選擇候選領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點并向其傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，交接領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。本發(fā)明用于構(gòu)建車載自組網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)格。
文檔編號H04W84/18GK103118440SQ20131005885
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者陳知千, 陳大鵬, 李慶, 臺憲青 申請人:江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心