專利名稱：車載自組網的動態網格構建方法
技術領域：
本發明涉及通訊技術領域，尤其是一種車載自組網的動態網格構建方法。
背景技術：
車載自組網VANET (Vehicle Ad-Hoc Network)是近年來新興發展起來的一個研究領域，它是指通過把移動的車輛作為節點或路由組織成一個可以移動的、自治的無線網絡形式。在這樣的網絡形式下，移動的車輛互相交換信息，以一定的方式將交通流信息、車輛信息、環境信息等數據進行存儲、計算和轉發，可在某種程度上有效提高信息的傳播速度和公開化，從而提高交通的安全性和高效性，在智能交通系統(ITS)中起著舉足輕重的作用。車載自組網在交通運輸中有著廣泛的應用，最初設計發展車載網絡的目標主要是兩個方面，一個是使得車輛駕駛在計算機和網絡的輔助下更輕松，更安全；另一個是使得交通整體更有效的進行，避免交通局部的堵塞，扎堆等情況，建立合理的交通分流機制。但是車載網絡發展到今天，已經不再局限于這兩個方面的發展，而是擴展到了電子商務，娛樂接入，公共消息服務等。目前大多數移動自組網的研究都以每一個通信節點為獨立單位進行研究，即傳統分散結構。在分散結構中，所有的車輛節點都是獨立路由候選。但是到了車載自組網中，這種全分散的結構卻未必適合所有的情況。如果所有的車輛作為獨立節點發送信息，容易形成嚴重的局部網絡堵塞現象。同時，在目前的應用上，車輛之間作為獨立節點的通信方式較為單一，不夠靈活。
發明內容
本發明的目的是克服、補充現有技術中存在的不足，提供一種車載自組網的動態網格構建方法，在對道路進行預定義的固定網格的基礎上做進一步改進，包括領導節點的選取、動態網格的融合和拆分、領導節點的替換。本發明采用的技術方案是:一種車載自組網的動態網格構建方法，包括:動態網格領導節點選取方法:在相互的通信范圍內的車輛節點根據各自的評估函數值，選取出評估函數值最大的作為領導節點；動態網格的融合方法:兩個動態網`格的領導節點GL在其互相通信范圍內，并且其相對速度小于設定的速度閾值時，擁有較少GM的動態網格作為融入方，加入到擁有較多GM的動態網格的被融入方；動態網格的拆分方法:動態網格中的一個或多個車輛節點離開其領導節點GL的通信范圍時，向領導節點GL發送拆分請求，領導節點GL向網格內的所有成員廣播拆分信息，有意愿加入拆分后的新網格的車輛節點形成拆分后的新網格；領導節點替換方法:領導節點GL準備放棄其領導權時，選擇候選領導節點并向其傳輸應用數據庫，交接領導權。進一步地，所述動態網格領導節點選取方法具體包括以下步驟:
步驟101:所有車輛節點記錄本車輛的信息:車輛唯一標識ID，車輛位置locv，車輛速度V，車輛方向dir ；步驟102:所有車輛節點向其鄰居節點發送步驟101中的信息，更新鄰居節點信息；步驟103:在所有車輛普通節點GM中計算各個節點V的評估函數值W(V)，其中評估函數值用以定義該車輛節點成為領導節點的概率，計算方法為
權利要求
1.一種車載自組網的動態網格構建方法,其特征在于,包括: 動態網格領導節點選取方法:在相互的通信范圍內的車輛節點根據各自的評估函數值，選取出評估函數值最大的作為領導節點； 動態網格的融合方法:兩個動態網格的領導節點GL在其互相通信范圍內，并且其相對速度小于設定的速度閾值時，擁有較少GM的動態網格作為融入方，加入到擁有較多GM的動態網格的被融入方； 動態網格的拆分方法:動態網格中的一個或多個車輛節點離開其領導節點GL的通信范圍時，向領導節點GL發送拆分請求，領導節點GL向網格內的所有成員廣播拆分信息，有意愿加入拆分后的新網格的車輛節點形成拆分后的新網格； 領導節點替換方法:領導節點GL準備放棄其領導權時，選擇候選領導節點并向其傳輸應用數據庫，交接領導權。
2.如權利要求1所述的車載自組網的動態網格構建方法，其特征在于，所述動態網格領導節點選取方法具體包括以下步驟: 步驟101:所有車輛節點記錄本車輛的信息:車輛唯一標識ID，車輛位置1cv，車輛速度V，車輛方向dir ； 步驟102:所有車輛節點向其鄰居節點發送步驟101中的信息，更新鄰居節點信息；步驟103:在所有車輛普通節點GM中計算各個節點V的評估函數值W(V)，其中評估函數值用以定義該車輛節點成為領導節點的概率，計算方法為
3.如權利要求1所述的車載自組網的動態網格構建方法，其特征在于，所述動態網格的融合方法具體包括以下步驟:步驟201，首先計算并比較互相通信范圍內的兩個動態網格的領導節點GL擁有的GM數量，擁有較多GM的動態網格作為被融入方；擁有較少GM的動態網格作為融入方，融入方的領導節點GL將放棄領導權，成為一個普通節點GM，并且融入方的候選領導節點CL和網格路由節點GR也成為普通節點GM ； 步驟202，融入方的GM判斷其是否在被融入方動態網格的通信范圍內并且其速度小于設定的速度閾值，若是則轉往步驟203，若不滿足上述條件則融入方的GM將重新選擇其它可加入的動態網格； 步驟203，融入方的GM向被融入方的領導節點GL發出融合請求包Merge_Seq，表示欲加入被融入方動態網格； 步驟204,當前被融入方的領導節點GL收到融合請求包Merge_seq,根據收到的信息、被融入方動態網格的最大容量、通信距離計算是否允許加入，若允許加入，則轉往步驟·207，發送融合許可包Merge_ack ;若不允許加入，則轉往步驟205，發送融合拒絕包Merge_refu ； 步驟205，被融入方的領導節點GL向欲加入的GM發送融合拒絕包Merge_refu ； 步驟206，欲加入被融入方的GM收到融合拒絕包Merge_refu后或者在等待一個超時時間Twait之后未收到融合許可包Merge_aCk，則不再向當前被融入方發送融合請求；無法加入被融入方的GM重新生成新的動態網格；轉往步驟210 ； 步驟207，被融入方的領導節點GL向欲加入的GM發送融合許可包Merge_ack ； 步驟208，收到融合許可包Merge_ack的GM確認加入則向被融入方的領導節點GL發送融合確認包Merge_conf irm ； 步驟209,被融入方的領導節點GL收到融合確認包Merge_confirm之后進行融合后新動態網格的更新，向融合后新動態網格的所有成員發送融合更新信息MergeJJpdate,融合后新動態網格內所有成員重新計算節點各項權值，進行新的領導節點、路由節點的選取；步驟210，融合結束。
4.如權利要求1所述的車載自組網的動態網格構建方法，其特征在于，所述動態網格的拆分方法具體包括以下步驟: 步驟301:欲脫離動態網格的車輛節點中任意一個車輛節點向當前網格領導節點GL發出拆分請求包Split_seq ； 步驟302:拆分請求申請通過之后，當前網格領導節點GL在網格內廣播拆分請求響應包 Split_ack ； 步驟303:當前網格內所有車輛節點收到拆分請求響應包Split_ack之后，分析數據包中消息，如果車輛節點附和該拆分請求，即該車輛節點有意愿加入拆分后的新網格，則轉往步驟304，向領導節點GL發送拆分認可包Split_reaCk ;否則保持不回復任何消息； 步驟304，有意愿加入拆分后的新網格的車輛節點向領導節點GL發送拆分認可包Split—reack ； 步驟305，當前網格領導節點GL在等待一個超時時間Twait之后，統計所有在此期間發送過拆分認可包Split_reack的車輛節點，形成一個拆分統計信息包Split_stat,然后將該拆分統計信息包Split_stat再次廣播出去； 步驟306，任何接收到拆分統計信息包Split_stat的車輛節點如果對包的內容有異議，則轉往步驟307 ;如果沒有異議則轉往步驟308 ； 步驟307，對拆分統計信息包Split_stat有異議的車輛節點發送拆分中斷包Split_break，和領導節點GL再次協調，直到沒有異議； 步驟308，對拆分統計信息包Split_stat沒有異議的所有欲加入拆分后的新網格的車輛節點選取新的領導節點，新的領導節點選定路由節點，形成拆分后的新網格； 步驟309，當前動態網格中，如果有路由節點被拆分出去，重新由當前動態網格的領導節點GL選定新的路由節點； 步驟310，當前網格領導節點GL正式向當前動態網格內的所有成員廣播網格拆分確認包 Split_confirm。
5.如權利要求1所述的車載自組網的動態網格構建方法，其特征在于，所述領導節點替換方法具體包括以下步驟: 步驟401，當領導節點GL準備放棄其領導權時，發送請求控制節點轉移命令至候選領導節點CL，候選領導節點CL發送認可轉移命令至原領導節點GL ； 步驟402，原領導節點GL向候選領導節點CL傳輸應用數據庫，候選領導節點CL發送認可傳輸命令包至原領導節點GL ； 步驟403，普通節點GM向原領導節點再次發送請求應用數據的消息包，則原領導節點返回錯誤提示信息并發送候選領導節點信息至普通節點GM ； 步驟404，收到步驟403中信息的普通節點GM重新向候選領導節點發送請求應用許可；候選領導節點同意應用請求，回復應用通知包至普通節點GM ； 步驟405，候選領導節點即新的領 導節點向動態網格內的所有其它節點廣播最新的信肩、O
全文摘要
本發明提供一種車載自組網的動態網格構建方法，包括，動態網格領導節點選取方法在相互的通信范圍內的車輛節點根據各自的評估函數值，選取出評估函數值最大的作為領導節點；動態網格的融合方法擁有較少GM的動態網格作為融入方，加入到擁有較多GM的動態網格的被融入方；動態網格的拆分方法動態網格中的一個或多個車輛節點離開其領導節點GL的通信范圍時，向領導節點GL發送拆分請求，領導節點GL向網格內的所有成員廣播拆分信息，有意愿加入拆分后的新網格的車輛節點形成拆分后的新網格；領導節點替換方法領導節點準備放棄其領導權時，選擇候選領導節點并向其傳輸應用數據庫，交接領導權。本發明用于構建車載自組網的動態網格。
文檔編號H04W84/18GK103118440SQ20131005885
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月25日 優先權日2013年2月25日
發明者陳知千, 陳大鵬, 李慶, 臺憲青 申請人:江蘇物聯網研究發展中心