[发明专利]一种基于车辆网络的自适应的紧急信息通告方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种无线通信数据分发方法，具体涉及一种基于车 辆Ad-hoc网络的自适应的紧急信息通告方法。

背景技术

机会网络(Opportunistic Networks)是指一类通信源和目标之间不存在一条完整的 路径，通过设备移动带来的连接机会而实现通信的无线自组织网络，在这一类自组织网络中， 由于移动设备分布稀疏或快速移动，加上无线信道衰落干扰等因素，无法形成一个连通网络 (参考文献[1]：机会网络，作者熊永平等，Journal of Software，Vo1.20，No.1，January 2009，pp.124-137)。

车辆ad-hoc网络(Vehicle ad-hoc Networks，简称VANETs)是由内置无线通讯设备的 车辆组成的自发的自组织性的机会网络。有些情况下，VANETs是由信息站和车辆组成的混 合网络，信息站连接着骨干网，充当信息源的角色负责向网络中广播消息。车辆安装有卫星 导航系统，车辆依靠这种设备获得行驶过程的方位，时速等信息，同时车辆上安装有短距离 无线通信设备，可以进行短距离通信，上述条件使得利用车辆作为移动通信节点成为可能。 同时，随着社会中车辆数目的增加，庞大数量的车辆保证了VANETs拓扑结构的相对稳定， 而且车辆的移动性好、速度快、活动范围大，是非常好的信息传播载体。然而在VANETs中， 车辆的行驶路线是不断变化着的，它和车辆相遇的事件都有很大的偶然性和不可预见性，这 就决定了VANETs的结构是不稳定的，许多现成的数据分发的框架在VANETs中都不再适 用，需要探索新的数据分发方法。

目前基于VANETs的数据分发方法主要有以下几种：

1)早期的基于消息发送者的数据分发策略

在基于消息发送者的策略中，消息发送者节点起主导地位，它负责为准备发送的每条消 息指定目标区域和有效期，在目标区域内的节点都可以接受到此类消息。此类的算法有 Stored geocast，它的缺点是消息发送者无法及时删除失效的消息，这就很容易造成垃圾消 息拥塞网络的情况，使消息更新无法完成。在网络中消息密度较高时，静态的周期广播策略 将会使网络负载超负荷。另外一种基于消息发送者的算法，消息发送者每隔固定的时间间隔 就将自己携带的所有消息广播一次，网络中的任何节点都可以接受，这种方法可以保证消息 以最快的速度最小的延迟传播到整个网络，它的缺点是同一条消息的副本过多造成网络负载 增长过快，不适合带宽有限的网络。因此，基于消息发送者的策略应注重消息的分类，以降 低无用的消息副本数量，提高带宽利用率。

2)基于内容的数据分发策略

基于内容的数据分发策略有许多种：如Contention-based Forwarding(CBF)是一种 基于节点位置的贪婪分发算法，消息分发节点在其邻居节点(邻居节点就是在消息分发节点 的广播有效半径之内的节点)中选择距离自己最近的做为下一跳节点。另一种改进的算法使 用电子地图协助完成下一跳节点的选择，这种算法利用在城市中交通路口处的关联性最好这 一发现，将消息分发节点在交通路口遇到的车辆做为下一跳节点。这两种算法都是基于网络 中邻居车辆的位置信息进行数据分发的。相比早期基于消息发送者的策略，基于内容的数据 分发策略降低了网络垃圾消息的数量，提高了整体数据分发的效果。但是这种策略没能从消 息本身的角度进行考虑，数据分发的性能仍较差强人意。

3)基于地址信息和节点兴趣的数据分发策略

这种数据分发策略中，消息分发节点节点在选择下一跳节点时，综合考虑了其邻居节点 的地址信息和感兴趣的消息类型，而且消息分发节点可以自主决定如何处理一则消息——它 可以马上分发、暂时保留或者直接抛弃这则消息。这种策略完全不是基于消息发送者，周围 节点的兴趣特征决定了网络中消息的流向，这就使得网络中垃圾消息的数量大大下降，提高 数据分发效率。然而，使用这种策略需要参考的因素较多，对计算能力较差传感器节点会造 成很大的负担。

发明内容