本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于車聯(lián)網(wǎng)簇結(jié)構(gòu)的信息遞推式廣播方法。
背景技術(shù)：
：目前城市車聯(lián)網(wǎng)中，用于安全應(yīng)用的常用廣播算法包括基于交叉路口的廣播算法，基于簇的廣播算法，基于拓?fù)涞膹V播算法，以及洪泛或者基于洪泛修改的相關(guān)廣播算法。然而在城市車聯(lián)網(wǎng)中，車輛拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化頻繁，車輛分布不均，交通燈對(duì)車輛的運(yùn)動(dòng)的影響，除此以外，立交橋等結(jié)構(gòu)使城市道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)立體化，上述的種種問題都影響著常用廣播算法的性能。而在事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)，傳統(tǒng)洪泛廣播算法被認(rèn)定為最簡(jiǎn)單有效的廣播算法，但是，由于其接收后就轉(zhuǎn)發(fā)廣播的機(jī)制，在車輛密度較大的情況下，極易導(dǎo)致廣播風(fēng)暴問題，其次廣播的信息無法做到有效投遞，使很多非相關(guān)節(jié)點(diǎn)也能接收到緊急信息。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種基于車聯(lián)網(wǎng)簇結(jié)構(gòu)的信息遞推式廣播方法，方法包括：S1：事故車輛作為簇頭向位于事故車輛后方的車輛廣播緊急信息；S2：位于事故車輛后方的車輛接收到緊急信息后，向事故車輛發(fā)送應(yīng)答信息；S3：事故車輛根據(jù)接收的應(yīng)答信息將其后方的相關(guān)車輛作為其簇成員；S4：事故車輛發(fā)送應(yīng)答回復(fù)信息告知簇中距離事故車輛最遠(yuǎn)的車輛為第二個(gè)簇的簇頭，并向該簇頭車輛后方的車輛轉(zhuǎn)發(fā)接收到的緊急信息。優(yōu)選地，步驟S4之后還包括：第二個(gè)簇頭車輛根據(jù)接收的應(yīng)答信息將后方相關(guān)車輛作為第二個(gè)簇頭的簇成員；第二個(gè)簇頭車輛發(fā)送應(yīng)答回復(fù)信息將簇中距離第二個(gè)簇頭車輛最遠(yuǎn)的車輛作為第三個(gè)簇的簇頭，并向第三個(gè)簇頭車輛后方的車輛轉(zhuǎn)發(fā)接收到的緊急信息；依次類推，廣播緊急信息，并組建簇結(jié)構(gòu)，直至達(dá)到所設(shè)定的廣播距離為止。優(yōu)選地，緊急信息的發(fā)出條件是在道路上出現(xiàn)車輛事故的前提下，由事故車輛作為簇頭發(fā)出。優(yōu)選地，事故車輛后方的車輛為與事故車輛行駛在同一道路及方向上的車輛接收緊急信息，并構(gòu)成簇結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，緊急信息包括：發(fā)送節(jié)點(diǎn)的地理位置，邊界范圍，信息廣播方向，緊急信息內(nèi)容；應(yīng)答信息包括：應(yīng)答車輛ID，應(yīng)答車輛與事故車輛之間的直線距離，應(yīng)答車輛接收緊急信息的時(shí)間；應(yīng)答回復(fù)信息包括：下一簇車輛ID，標(biāo)志位；標(biāo)志位設(shè)為1的時(shí)候，告知其轉(zhuǎn)發(fā)緊急信息。優(yōu)選地，步驟S1之前還包括：設(shè)置廣播區(qū)域的面積，簇中包括應(yīng)答車輛的數(shù)量，緊急信息數(shù)據(jù)大小，應(yīng)答數(shù)據(jù)信息大小，信息發(fā)送速率，廣播距離。優(yōu)選地，事故車輛與其后方車輛的位置信息確定方式為：在道路上設(shè)置多個(gè)定位終端，每輛車輛設(shè)置至少三個(gè)定位終端進(jìn)行通信定位，每個(gè)定位終端與至少兩個(gè)定位終端進(jìn)行交互通信，每個(gè)定位終端具有唯一的定位終端編號(hào)，每個(gè)所述定位終端具有標(biāo)示其所在的位置編碼；定位終端發(fā)送自身的位置編碼給其所在區(qū)域附近的定位終端，定位終端將接收到的位置編碼信息以及自身的位置編碼信息傳送給下一個(gè)定位終端；監(jiān)控中心匯集定位終端發(fā)送的位置編碼信息；當(dāng)?shù)缆钒l(fā)生事故時(shí)，事故車輛通過多個(gè)定位終端向監(jiān)控中心發(fā)送緊急信息，監(jiān)控中心選擇信號(hào)能量最強(qiáng)的三個(gè)定位終端，分別計(jì)算事故車輛距離三個(gè)定位終端的距離；再分別以所述三個(gè)定位終端為圓心，以事故車輛距離三個(gè)定位終端的距離為半徑畫圓，三個(gè)圓交點(diǎn)位置即為事故車輛的位置。優(yōu)選地，以事故車輛的位置為一頂點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的廣播距離及最后接收到的應(yīng)答信息，找出事故車輛后方的最遠(yuǎn)車輛位置；將事故車輛和事故車輛后方最遠(yuǎn)車輛之間的車輛設(shè)置為一個(gè)簇。優(yōu)選地，以事故車輛的位置為一頂點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的廣播距離，預(yù)估出事故車輛后方的最遠(yuǎn)車輛位置范圍；在最遠(yuǎn)車輛位置范圍內(nèi)監(jiān)控中心選擇信號(hào)能量最強(qiáng)的三個(gè)定位終端，分別計(jì)算最遠(yuǎn)車輛距離三個(gè)定位終端的距離；再分別以所述三個(gè)定位終端為圓心，以最遠(yuǎn)車輛距離三個(gè)定位終端的距離為半徑畫圓，三個(gè)圓交點(diǎn)位置即為最遠(yuǎn)車輛的位置；將事故車輛和事故車輛后方最遠(yuǎn)車輛之間的車輛設(shè)置為一個(gè)簇。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：車聯(lián)網(wǎng)中，當(dāng)發(fā)生車輛事故時(shí)，緊急信息快速而廣泛的被相關(guān)車輛成功接收顯得十分重要，因此，緊急信息廣播的時(shí)延和投遞率性能將變得異常重要?；谲嚶?lián)網(wǎng)簇結(jié)構(gòu)的信息遞推式廣播方法通過緊急信息廣播消息和應(yīng)答消息建立簇結(jié)構(gòu)。交通事故車輛視為簇頭，有效信息傳輸范圍內(nèi)的相關(guān)車輛作為簇成員接收緊急信息，為了保證信息的有效投遞，只有位于簇頭后方的，且與其行駛在同一道路和方向上的車輛才能成功接收信息從而構(gòu)成簇。同時(shí)將距離簇頭最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)作為下一個(gè)簇頭進(jìn)行緊急信息廣播。為了避免廣播風(fēng)暴，相關(guān)節(jié)點(diǎn)中只有簇頭可以轉(zhuǎn)發(fā)緊急信息。與傳統(tǒng)的洪泛算法相比，在保持其低時(shí)延優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，提高了信息的投遞率，避免了廣播風(fēng)暴的問題。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為基于車聯(lián)網(wǎng)簇結(jié)構(gòu)的信息遞推式廣播方法的流程圖；圖2為基于車聯(lián)網(wǎng)簇結(jié)構(gòu)的信息遞推式廣播方法實(shí)施例的流程圖；圖3為道路仿真信息遞推式廣播示意圖；圖4為信息廣播流程圖；圖5為不同距離下，本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的洪泛算法對(duì)于時(shí)延性能的比較；圖6為不同信息發(fā)送頻率下，本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的洪泛算法對(duì)于投遞率性能的比較；圖7為不同車輛密度下，本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的洪泛算法對(duì)于時(shí)延性能的比較。具體實(shí)施方式為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將運(yùn)用具體的實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明保護(hù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例。基于本專利中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本專利保護(hù)的范圍。本實(shí)施例提供一種基于車聯(lián)網(wǎng)簇結(jié)構(gòu)的信息遞推式廣播方法，如圖1所示，方法包括：S1：事故車輛作為簇頭向位于事故車輛后方的車輛廣播緊急信息；當(dāng)?shù)缆飞嫌熊囕v發(fā)生事故時(shí)，事故車輛通過自身相關(guān)終端設(shè)備檢測(cè)出自身受損后，自動(dòng)作為簇頭廣播緊急信息；S2：位于事故車輛后方的車輛接收到緊急信息后，向事故車輛發(fā)送應(yīng)答信息；S3：事故車輛根據(jù)接收的應(yīng)答信息將后方相關(guān)車輛作為其簇成員；S4：事故車輛發(fā)送應(yīng)答回復(fù)信息告知簇中距離事故車輛最遠(yuǎn)的車輛為第二個(gè)簇的簇頭，并向該簇頭車輛后方的車輛轉(zhuǎn)發(fā)接收到的緊急信息。步驟S1之前還包括：設(shè)置廣播區(qū)域的面積，簇中包括應(yīng)答車輛的數(shù)量，緊急信息數(shù)據(jù)大小，應(yīng)答數(shù)據(jù)信息大小，信息發(fā)送速率，廣播距離。本發(fā)明中優(yōu)選地的實(shí)施例為，如圖2、圖3所示，S11：事故車輛作為簇頭向位于事故車輛后方的車輛廣播緊急信息；事故車輛為事故車輛1。S12：位于事故車輛后方的車輛接收到緊急信息后，向事故車輛發(fā)送應(yīng)答信息；S13：事故車輛根據(jù)接收的應(yīng)答信息將后方相關(guān)車輛作為其簇成員；S14：事故車輛發(fā)送應(yīng)答回復(fù)信息告知簇中距離事故車輛最遠(yuǎn)的車輛為第二個(gè)簇的簇頭，并向該簇頭車輛后方的車輛轉(zhuǎn)發(fā)接收到的緊急信息。與事故車輛1最遠(yuǎn)的車輛為車輛2，事故車輛1與車輛2為第一個(gè)簇5，第二個(gè)簇為6，第二個(gè)簇的簇頭為車輛2。S15：第二個(gè)簇頭車輛根據(jù)接收的應(yīng)答信息將后方相關(guān)車輛作為第二個(gè)簇頭的簇成員；S16：第二個(gè)簇頭車輛發(fā)送應(yīng)答回復(fù)信息將簇中距離第二個(gè)簇頭車輛最遠(yuǎn)的車輛作為第三個(gè)簇的簇頭，并向第三個(gè)簇頭車輛后方的車輛轉(zhuǎn)發(fā)接收到的緊急信息；第三個(gè)簇頭車輛為車輛3，第三個(gè)簇為7，第三個(gè)簇尾車輛為車輛4，依次類推。S17：依次類推，廣播緊急信息，并組建簇結(jié)構(gòu)，直至達(dá)到所設(shè)定的廣播距離為止。在城市中，如圖4所示，當(dāng)發(fā)生車輛事故時(shí)，緊急信息的廣播變得至關(guān)重要?，F(xiàn)有的路由算法下，洪泛路由算法被認(rèn)定為最簡(jiǎn)單高效的解決方案，但隨著時(shí)間的推移，事故現(xiàn)場(chǎng)的車輛運(yùn)動(dòng)速度會(huì)變慢，車輛密度也會(huì)增大，對(duì)于洪泛算法而言，極易引起廣播風(fēng)暴，從而降低緊急信息廣播的投遞率。為了解決上述問題，本發(fā)明提出了簇結(jié)構(gòu)遞推式廣播算法。本算法中簇結(jié)構(gòu)的建簇過程，簇結(jié)構(gòu)完成后，所有車輛中只有身為簇頭的車輛具備廣播緊急信息的能力，其他車輛只接收緊急信息。通過這種方式，可以有效的避免廣播風(fēng)暴，同時(shí)保證信息的高效投遞。為了驗(yàn)證該算法的性能。本發(fā)明在NS2(networksimulation2.35)仿真平臺(tái)上實(shí)施，為了模擬真實(shí)的城市場(chǎng)景，NS2下的運(yùn)動(dòng)拓?fù)湮募?，由SUMO交通流仿真平臺(tái)和真實(shí)的城市地圖導(dǎo)出。其中基于車聯(lián)網(wǎng)簇結(jié)構(gòu)的信息遞推式廣播方法的仿真設(shè)置如下表所示：節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)500仿真區(qū)域的面積3000m*2000mMac層IEEE802.11p廣播范圍250m仿真時(shí)間100s通信源Message包大小50信息發(fā)送速率1015202530message/s廣播距離200，300，400and500m結(jié)果如圖5至圖7所示可知，本發(fā)明所提出的路由算法在不同廣播距離下的性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的洪泛算法。對(duì)于洪泛算法而言，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到信息后都會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)接收到的的信息，隨著廣播頻率的增大，其廣播的性能將會(huì)變得非常不可靠，由圖7可知，隨著廣播頻率的增大，本發(fā)明提出的算法始終保持極高的投遞率。隨著車輛密度的增大，傳統(tǒng)的洪泛算法的時(shí)延性能也相對(duì)會(huì)下降，而本發(fā)明提出的算法依舊保持相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)延性能。緊急信息的發(fā)出條件是在道路上出現(xiàn)車輛事故的前提下，由事故車輛作為簇頭發(fā)出。事故車輛后方的車輛為與事故車輛行駛在同一道路及方向上的車輛接收緊急信息，并構(gòu)成簇。緊急信息包括：發(fā)送節(jié)點(diǎn)的地理位置，邊界范圍，信息廣播方向，緊急信息內(nèi)容；應(yīng)答信息包括：應(yīng)答車輛ID，應(yīng)答車輛與事故車輛之間的直線距離，應(yīng)答車輛接收緊急信息的時(shí)間；應(yīng)答回復(fù)信息包括：應(yīng)答車輛ID，標(biāo)志位。標(biāo)志位設(shè)為1的時(shí)候，告知其轉(zhuǎn)發(fā)緊急信息。本發(fā)明中，監(jiān)控中心對(duì)事故車輛進(jìn)行定位的方式是：事故車輛與其后方車輛的位置信息確定方式為：在道路上設(shè)置多個(gè)定位終端，每輛車輛設(shè)置至少三個(gè)定位終端進(jìn)行通信定位，每個(gè)定位終端與至少兩個(gè)定位終端進(jìn)行交互通信，每個(gè)定位終端具有唯一的定位終端編號(hào)，每個(gè)所述定位終端具有標(biāo)示其所在的位置編碼；定位終端發(fā)送自身的位置編碼給其所在區(qū)域附近的定位終端，定位終端將接收到的位置編碼信息以及自身的位置編碼信息傳送給下一個(gè)定位終端；監(jiān)控中心匯集定位終端發(fā)送的位置編碼信息；當(dāng)?shù)缆钒l(fā)生事故時(shí)，事故車輛通過多個(gè)定位終端向監(jiān)控中心發(fā)送緊急信息，監(jiān)控中心選擇信號(hào)能量最強(qiáng)的三個(gè)定位終端，分別計(jì)算事故車輛距離三個(gè)定位終端的距離；再分別以所述三個(gè)定位終端為圓心，以事故車輛距離三個(gè)定位終端的距離為半徑畫圓，三個(gè)圓交點(diǎn)位置即為事故車輛的位置。其中簇和事故車輛后方最遠(yuǎn)車輛的位置確定方式為：以事故車輛的位置為一頂點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的廣播距離，找出事故車輛后方的最遠(yuǎn)車輛位置；將事故車輛和事故車輛后方最遠(yuǎn)車輛之間的車輛設(shè)置為一個(gè)簇。優(yōu)選地，另一種確定簇和事故車輛后方最遠(yuǎn)車輛位置的方式為：以事故車輛的位置為一頂點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的廣播距離，預(yù)估出事故車輛后方的最遠(yuǎn)車輛位置范圍；在最遠(yuǎn)車輛位置范圍內(nèi)監(jiān)控中心選擇信號(hào)能量最強(qiáng)的三個(gè)定位終端，分別計(jì)算最遠(yuǎn)車輛距離三個(gè)定位終端的距離；再分別以所述三個(gè)定位終端為圓心，以最遠(yuǎn)車輛距離三個(gè)定位終端的距離為半徑畫圓，三個(gè)圓交點(diǎn)位置即為最遠(yuǎn)車輛的位置；將事故車輛和事故車輛后方最遠(yuǎn)車輛之間的車輛設(shè)置為一個(gè)簇。當(dāng)車輛出事故時(shí)，先設(shè)定事故車輛為簇頭，僅由簇頭來發(fā)送信息，并告知后續(xù)車輛前方有事故發(fā)生，提示后續(xù)車輛繞行或躲避，避免影響交通。為了能夠擴(kuò)大傳輸范圍，可以設(shè)置多個(gè)簇結(jié)構(gòu)，來擴(kuò)大傳播范圍。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參考即可。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3