[发明专利]一种车联网广播中继选择方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及广播通讯技术领域，更具体地，涉及一种车联网广播中继选择方法及系统。

背景技术

对于车联网广播，目前主要有两种类型的广播应用。第一种为安全相关的应用广播，如集体避让，即当紧急状况如车祸发生时，会尽快地将报警信息发送给其它车辆。第二种为交通数据传播，这种传播方式需要将数据尽量高效地在大范围内进行传播，传播的数据如全球定位系统提供的位置和速度信息。

随着无线通信、云计算和人工智能的快速发展，智能交通系统(Intelligent Traffic System,ITS)越来越普及。ITS的车载网络是5G通信系统的重要组成部分，在5G通信系统中，多跳通信是一种具有应用前景的车辆间信息传递技术。通过采用多跳通信技术，可以更有效的利用频谱资源和减轻基站负荷。在车辆自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)中，多跳无线广播一直被认为是支持许多重要服务的重要技术。

现有方法中采用随机选择中继节点的方式进行多跳无线广播，这种方法选择的中继节点通常随机分布。当广播仅仅基于车辆的时候，容易导致消息冗余和数据包冲突，造成车联网广播中广播延时高、覆盖范围小和算法复杂度高等问题。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供一种车联网广播中继选择方法及系统，以通过改进的非监督学习中的硬聚类算法，实现在城市环境中根据车辆在道路上的分布状态选择中继节点，从而在更短的时间内实现更大范围的广播覆盖的目的。

一方面，本发明提供一种车联网广播中继选择方法，包括：将设定区域内初始聚簇中心以外的剩余节点归入所述初始聚簇中心所在的聚簇，形成初始聚簇；计算所述初始聚簇的新聚簇中心；当判断确认所述新聚簇中心满足设定条件时，将所述新聚簇中心作为广播中继节点。

进一步的，在所述计算所述初始聚簇的新聚簇中心之后，还包括：基于迭代算法更新聚簇中心，直至所述聚簇中心满足所述设定条件。

其中，所述将设定区域内初始聚簇中心以外的剩余节点归入所述初始聚簇中心所在的聚簇包括：选择与所述剩余节点距离最近的所述初始聚簇中心，将所述剩余节点归入所述距离最近的所述初始聚簇中心所在的聚簇。

其中，所述计算所述初始聚簇的新聚簇中心包括：分别对各所述初始聚簇内各节点坐标计算平均值坐标，并选择与所述平均值坐标距离最近的节点作为所述新聚簇中心。

进一步的，在所述将设定区域内初始聚簇中心以外的节点归入所述初始聚簇中心所在的聚簇之前，还包括：选择所述设定区域内给定数量的节点作为所述初始聚簇中心。

其中，所述基于迭代算法更新聚簇中心包括：分别对各第L轮聚簇内各节点坐标计算第L轮平均值坐标，并选择与所述第L轮平均值坐标距离最近的节点作为第L+1轮聚簇中心。

进一步的，在所述选择与所述第L轮平均值坐标距离最近的节点作为第L+1轮聚簇中心之后，还包括：当判断确认所述第L+1轮聚簇中心的数量少于所述设定数量时，从所述第L+1轮聚簇中心以外的节点中随机选择一个节点，作为补充第L+1轮聚簇中心。

进一步的，在所述从所述第L+1轮聚簇中心以外的节点中随机选择一个节点，作为补充第L+1轮聚簇中心之后，还包括：当判断确认所述第L+1轮聚簇中心的数量与所述补充第L+1轮聚簇中心的数量之和小于所述设定数量时，随机选择其余一个节点作为补充第L+1轮聚簇中心，直至所述第L+1轮聚簇中心的数量与所述补充第L+1轮聚簇中心的数量之和达到所述设定数量。

其中，所述设定条件包括：各第L+1轮聚簇中心均在基站覆盖范围内，且所述第L+1轮聚簇中心与第L轮聚簇中心完全重合；或者，所述各第L+1轮聚簇中心均在基站覆盖范围内，且所述第L+1轮聚簇中心与所述第L轮聚簇中心位置坐标的变化小于设定阈值。

另一方面，本发明提供一种车联网广播中继选择系统，包括：剩余节点归入模块、聚簇中心更新模块和中继节点选择模块。其中，所述剩余节点归入模块用于将设定区域内初始聚簇中心以外的剩余节点归入所述初始聚簇中心所在的聚簇，形成初始聚簇；所述聚簇中心更新模块用于计算所述初始聚簇的新聚簇中心；所述中继节点选择模块用于当判断确认所述新聚簇中心满足设定条件时，将所述新聚簇中心作为广播中继节点。

本发明提供的一种车联网广播中继选择方法及系统，通过改进的非监督学习中的硬聚类算法，实现在城市环境中，根据车辆在道路上的分布状态选择中继节点，从而在更短的时间内实现更大范围的广播覆盖。

附图说明