[发明专利]车载自组织网络中基于位置信息的快速广播方法

说明书

技术领域

本发明涉及车载网络技术领域，特别涉及车载自组织网络中基于位置信息的快速广播方法。

背景技术

进入21世纪以来，随着汽车数量的不断增加，汽车发挥着越来越重要的作用，随之而来的交通问题也引起了人们越来越多的关注。道路交通事故已经成为全球公共安全问题，交通事故因其极强的“杀伤力”被称为“世界头号杀手”^[1]，全球每年约有超过120万人死于交通事故，而中国拥有全世界1.9%的汽车，引发的交通死亡却占全球的15%，交通事故死亡率全球第一。相关研究表明，如果司机能够及时了解周围的交通和车辆情况，并在事故或碰撞发生前获得警告，就可降低至少40%的交通事故。因此，各国竞相大力建设智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）以期解决道路交通安全问题，缓解交通压力。

在道路安全的紧急需求下，车载自组织网络（Vehicular Ad hoc Network，VANET）作为智能交通系统最具前景的重要研究领域之一应运而生。VANET是道路上车辆间（Vehicle to Vehicle，V2V）或车辆与基础设施之间（Vehicle to Infrastructure，V2I）通过各自配备的无线通信模块相互通信而组成的开放性移动ad hoc网络。VANET利用网络中移动的车辆作为节点来创建移动网络，将每一个参与的车辆变为一个无线路由器或节点，允许车辆在100～300m间相互连接，最终建立了一个大范围的网络。VANET在动态、随机、多跳的网络拓扑[2]中支持完全的移动和应用，是移动自组织网络（Mobile Ad hoc Network，MANET）在特殊情况下的一个分支，具有重要的研究意义。

为了满足驾乘人员对危险警告、协同驾驶、实时路况、娱乐新闻等交通信息的需求，以提高旅途的舒适性和安全性，安全可靠快速的广播协议成为VANET的一个重要研究领域。在VANET中，最简单的广播方法是洪泛广播，即每个收到广播信息的节点都进行广播，这种方式在车辆稀疏的情况下非常有效，但是在车辆密集的情况下，则会引起较高的网络冗余，最终形成广播风暴^[3]；同时大量隐藏/暴露节点的存在也会影响广播信息的可靠分发；而且由于车辆快速移动、节点密度不断变化、网络拓扑频繁变化等因素，传统的广播协议并不适用于VANET。而且，到目前为止，还没有形成一种快速有效并适用于VANET的广播方法，因此，设计出一种有效的并适用于VANET的广播方法具有重大的研究意义和现实意义。

UMB和AMB方法都可以解决了隐藏终端问题，减少了广播信息的重复转发，进而避免了广播风暴的发生。但是，它们都是仅选用一辆车作为转发节点，如果本次转发不成功，则广播节点就必须进行重发，大大增加了重发概率，造成平均时延加大；而且，频繁的握手信息的交换不但增加了网络开销也造成了时延的增加。而本发明能更好的解决上述问题。

发明内容

本发明针对VANET中广播信息发送面临的延迟大、可靠性差等问题，提出了一种车载自组织网络中基于位置信息的快速广播方法MCAB（Multi-candidates-based Adaptive Broadcast Algorithm），该方法在降低时延的同时兼顾了可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提出了一种车载自组织网络中基于位置信息的快速广播方法MCAB（Multi-candidates-based Adaptive Broadcast Algorithm），该方法采用多辆车作为候选转发车辆来减少源点重发次数，同时由车辆根据自己所处的位置（路口或路段）自适应的选择所应采取的广播机制，使得广播方法具有很大的灵活性，从而减小了时延并确保了可靠性。

方法流程：

本发明提出一种车载自组织网络中基于位置信息的快速广播方法，其包括如下：

本发明将广播分为十字路口广播和单一路段广播，不管车辆位于十字路口或是单一路段，都要求事先获知自身的绝对位置信息，所以本发明要求车辆均配备GPS导航系统。本发明假设车辆能够通过GPS导航系统获得位置信息、移动方向、当前速度、加速度、路段ID等信息。

假设无线传输半径为R，MCAB规定车辆在距离路口R/2时就认为接近路口，然后开始采用十字路口广播机制。通过车辆自适应的选择相应的广播机制，MCAB方法试图在时延、可靠性及网络开销等方面尽可能的达到一种平衡。

一、十字路口广播方法