[发明专利]一种基于链路可靠性的车载自组网络分簇方法

说明书

本发明涉及一种基于链路可靠性的车载自组网络分簇方法，包括以下步骤：步骤S1：根据车载自组网络中的车辆节点建立车辆运动模型，计算车辆节点之间的链路生存时间；步骤S2：根据所述步骤S1的链路生存时间，评估所述车辆节点之间的链路可靠性；步骤S3：采用车载自组网络分簇算法，根据所述链路可靠性完成车载自组网络的簇头选择、簇形成以及簇维护。与现有技术相比，本发明具有提高车载自组的成簇效率与簇的稳定性等优点。

技术领域

本发明涉及车载自组网络领域，尤其是涉及一种基于链路可靠性的车载自组网络分簇方法。

背景技术

车载自组网络(Vehicular Ad Hoc Network，VANET)有三种组网方式，即集中式、分布式以及混合式。其中混合式的网络架构由于兼有分布式网络架构中的网络自组织、部署灵活，以及集中式网络架构中通信范围广、可接入互联网的优点，受到了广泛研究。但是，混合式网络架构需要部署较多的路边单元等基础设施来保障网络有足够的接入点对互联网及上层丰富应用进行访问获取。为了在部署有限的基础设施的情况下充分利用混合式架构的优点，在混合式架构中引入“分簇”的思想，如图1所示，通过对VANET中车辆节点进行分簇，簇头可以与固定基础设施之间直接通信，簇内通信由簇头进行管理，这样能够有效减少车辆与基础设施之间的通信开销。分簇算法具有很好的可扩展性，可以提高路由设计的灵活性和可扩展性。因此，如何设计有效的分簇方法对这种混合式架构的VANET显得至关重要。

目前已经存在着较多的针对VANET的有效分簇方法，但由于车载网络高移动性、网络拓扑变化频繁的特点，这些传统分簇算法并不能保证网络中簇的稳定性。而且现有的方法主要依据节点移动性特征选择簇头节点，没有考虑节点的链路可靠性因素对簇头选择的影响，因此无法保证网络中簇的稳定性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的车载自组网络中分簇的稳定性较差的缺陷而提供一种基于链路可靠性的车载自组网络分簇方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于链路可靠性的车载自组网络分簇方法，包括以下步骤：

步骤S1：根据车载自组网络中的车辆节点建立车辆运动模型，计算车辆节点之间的链路生存时间；

步骤S2：根据所述步骤S1的链路生存时间，评估所述车辆节点之间的链路可靠性；

步骤S3：采用车载自组网络分簇算法，根据所述链路可靠性完成车载自组网络的簇头选择、簇形成以及簇维护，簇形成是指建立车载自组网络中的分簇，簇维护是指对所述分簇进行维护更新。

所述车载自组网络的车辆空间分布被定义为服从对数正态分布，具体为：

X_i∈logN(μ_i，δ_i)

其中，μ_i和δ_i为正态分布参数，X_i＝{X_i(τ)，τ＝0，1，2...}为车辆节点i与车辆节点i+1之间的距离，X_i(τ)表示车辆节点i与车辆节点i+1在时刻τ的车间距离。

所述链路生存时间为两个车辆节点的链路从链接开始到断开所持续的时间。

所述链路可靠性为两个所述车辆节点在一段时间间隔内可以持续直接通信的可能性，通过条件概率进行表示，具体为：

其中，T_p为时间间隔，r_t(l_ij)为链路可靠性，Erf为高斯误差函数，Δv_ij为两辆车辆节点的相对速度，μΔv_ij和为相对速度Δv_ij的期望和方差，t为当前时刻，R为车辆节点的通信半径。