專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的一種數(shù)據(jù)中繼傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的一種數(shù)據(jù)中繼傳輸方法，該方法用于數(shù)據(jù)在車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的中繼傳輸，屬于通信技術(shù)中的移動(dòng)通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著汽車(chē)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，全球汽車(chē)保有量持續(xù)增長(zhǎng)。給日常生活帶來(lái)便利的同時(shí)，不斷增長(zhǎng)的汽車(chē)數(shù)量也給道路交通帶來(lái)了挑戰(zhàn)，城市交通擁堵、道路交通事故以及惡劣天氣下道路交通安全成為了亟待解決的問(wèn)題。作為智能交通系統(tǒng)重要組成的車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)就是在此背景下提出的，成為保障行車(chē)安全和提高交通效率的關(guān)鍵技術(shù)。車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)是將無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用于車(chē)輛間通信的自組織網(wǎng)絡(luò)，它除了解決車(chē)輛行進(jìn)間的通信外， 對(duì)于交通安全及車(chē)輛的智能化、便利化亦極為重要，為乘客提供更加安全舒適的出行環(huán)境。車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中各種典型應(yīng)用(如安全預(yù)警、協(xié)助駕駛、交通信息發(fā)布等)都需要通過(guò)車(chē)輛間的數(shù)據(jù)傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)，而根據(jù)這些典型應(yīng)用的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)傳輸又是在一定的發(fā)射功率下通過(guò)多跳廣播的方式實(shí)現(xiàn)的。因此，數(shù)據(jù)的中繼傳輸方法是實(shí)現(xiàn)車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中車(chē)輛間通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。先前應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)中繼傳輸技術(shù)以及泛洪廣播技術(shù)在車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中并不適用。首先，車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的絕大多數(shù)數(shù)據(jù)都要求被發(fā)送給每個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)，因此點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸模式是不適用的；在一定的發(fā)射功率下，數(shù)據(jù)的傳輸范圍有限，而通過(guò)無(wú)限制地增大發(fā)射功率來(lái)實(shí)現(xiàn)覆蓋要求區(qū)域內(nèi)的所有車(chē)輛節(jié)點(diǎn)是不可行的；傳統(tǒng)的泛洪廣播技術(shù)在節(jié)點(diǎn)密度大的情況下產(chǎn)生的廣播風(fēng)暴問(wèn)題將會(huì)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓，造成巨大的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，不能在對(duì)延時(shí)敏感的車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。因此，根據(jù)車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中車(chē)輛節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度快、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化快、有豐富的外部輔助信息(GPS、GIS)等特點(diǎn)，很有必要提出一種新的數(shù)據(jù)中繼傳輸方法來(lái)實(shí)現(xiàn)低延時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明所述的車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)中繼傳輸方法，旨在解決在一定發(fā)射功率下將數(shù)據(jù)傳輸給某區(qū)域內(nèi)所有車(chē)輛節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題，為車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)提供低延時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。技術(shù)方案本發(fā)明的車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)中繼傳輸方法中，收到源節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)的車(chē)輛節(jié)點(diǎn)首先通過(guò)本車(chē)狀態(tài)和發(fā)送該數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)中的位置信息、節(jié)點(diǎn)密度和發(fā)射功率計(jì)算出轉(zhuǎn)發(fā)概率，如果該轉(zhuǎn)發(fā)概率大于門(mén)限值，則該節(jié)點(diǎn)成為候選中繼節(jié)點(diǎn)，候選中繼節(jié)點(diǎn)再根據(jù)各自的轉(zhuǎn)發(fā)概率結(jié)合無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 11中的退避機(jī)制計(jì)算接入信道的退避時(shí)間，完成退避過(guò)程的候選中繼節(jié)點(diǎn)最終成為中繼節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)。具體實(shí)現(xiàn)包括以下步驟并按所述順序進(jìn)行
步驟1)每個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)通過(guò)車(chē)輛上安裝的全球定位系統(tǒng)GPS接收機(jī)獲取本車(chē)的位置信息，通過(guò)車(chē)輛上安裝的傳感器獲取本車(chē)的速度、方向、加速度的行駛信息，車(chē)輛采集的位置信息和各種行駛信息統(tǒng)稱(chēng)為狀態(tài)信息；每個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)將不斷更新的車(chē)輛狀態(tài)信息進(jìn)行周期性廣播，同時(shí)存儲(chǔ)并更新接收到的鄰居節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，并計(jì)算出數(shù)據(jù)發(fā)送范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)密度β ；
步驟2)當(dāng)某個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生數(shù)據(jù)需要傳輸給規(guī)定范圍內(nèi)的所有其他車(chē)輛節(jié)點(diǎn)時(shí)，記該節(jié)點(diǎn)為源節(jié)點(diǎn)義源節(jié)點(diǎn)首先將包含源節(jié)點(diǎn)信息的數(shù)據(jù)消息進(jìn)行廣播；
步驟3)接收到廣播數(shù)據(jù)的所有節(jié)點(diǎn)判斷自己是否處于要求覆蓋的區(qū)域內(nèi)，如果不在該區(qū)域內(nèi)則丟棄該數(shù)據(jù)，如果在該區(qū)域內(nèi)則通過(guò)步驟1)中本車(chē)信息和數(shù)據(jù)中包含的源節(jié)點(diǎn)信息判斷是否需要繼續(xù)廣播轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)發(fā)則進(jìn)入步驟4)，如果不需要轉(zhuǎn)發(fā)則結(jié)束該過(guò)程；
步驟4)需要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的車(chē)輛節(jié)點(diǎn)通過(guò)本車(chē)狀態(tài)和發(fā)送該數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)中的位置信息、節(jié)點(diǎn)密度和發(fā)射功率，計(jì)算出轉(zhuǎn)發(fā)概率Λ如果轉(zhuǎn)發(fā)概率大于門(mén)限值/^，則將該節(jié)點(diǎn)作為候選中繼節(jié)點(diǎn)，否則跳至步驟7)；
步驟幻步驟4)中的候選中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)概率/H十算出接入信道的之前的退避時(shí)間/；，并進(jìn)入退避過(guò)程，在退避過(guò)程中，如果收到其他候選中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)則退出退避過(guò)程并跳至步驟7);
步驟6)候選中繼節(jié)點(diǎn)的退避計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束，候選中繼節(jié)點(diǎn)廣播轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)； 步驟7) —次數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)束，如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)源節(jié)點(diǎn)S沒(méi)有收到自己發(fā)送的數(shù)據(jù)則認(rèn)為數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，回到步驟2)重新發(fā)送該數(shù)據(jù)；
步驟8) —次數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)束后，將轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)的中繼節(jié)點(diǎn)當(dāng)作“源節(jié)點(diǎn)”，重復(fù)上述步驟2廣步驟7)，直至通過(guò)多次中繼傳輸，使所要求的區(qū)域內(nèi)所有車(chē)輛節(jié)點(diǎn)都收到該數(shù)據(jù)。所述的通過(guò)本車(chē)狀態(tài)和發(fā)送該數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)中的位置信息、節(jié)點(diǎn)密度和發(fā)射功率計(jì)算出轉(zhuǎn)發(fā)概率，某節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)概率與該節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的距離J成正比；節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)概率與源節(jié)點(diǎn)周?chē)?jié)點(diǎn)密度β成反比，節(jié)點(diǎn)密度通過(guò)源節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)的鄰居節(jié)點(diǎn)的信息計(jì)算得到；某節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)概率與該節(jié)點(diǎn)能成功接收數(shù)據(jù)的先驗(yàn)概率成正比；轉(zhuǎn)發(fā)概率可以由
P=Pw=計(jì)算得到，其中-和1分別為歸一化的距離和節(jié)點(diǎn)密度。 聲 β所述根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)概率計(jì)算退避時(shí)間，結(jié)合無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 11中的退避機(jī)制，退避時(shí)間可以由忌=-[ΡχU計(jì)算得到，其中為設(shè)置的最大退避時(shí)間，Lqj為下取整函數(shù)。有益效果本發(fā)明提出了車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)中繼傳輸方法。優(yōu)點(diǎn)是充分利用網(wǎng)絡(luò)中車(chē)輛節(jié)點(diǎn)位置信息等狀態(tài)信息選擇候選中繼節(jié)點(diǎn)，再將是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)和接入信道的退避機(jī)制相結(jié)合，既避免了大量收到數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)都轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)造成的廣播風(fēng)暴問(wèn)題，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)；同時(shí)，存在多個(gè)候選中繼節(jié)點(diǎn)又避免了單個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，一旦轉(zhuǎn)發(fā)失敗，數(shù)據(jù)傳輸就終止的問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，為?chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用提供低延時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。


圖1車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，圖2數(shù)據(jù)中繼傳輸示意圖， 圖3數(shù)據(jù)傳輸流程圖， 圖4數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提出的車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)中繼傳輸方法的具體實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如附圖1所示，車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)由車(chē)輛節(jié)點(diǎn)、路邊節(jié)點(diǎn)和控制中心組成。車(chē)輛節(jié)點(diǎn)中的定位模塊采用GPS接收機(jī)通過(guò)衛(wèi)星獲取車(chē)輛的位置信息；車(chē)輛行駛信息采集模塊通過(guò)車(chē)輛上安裝的各種傳感器實(shí)時(shí)采集車(chē)輛的各種行駛信息，如速度、方向、加速度等，車(chē)輛采集的位置信息和各種行駛信息統(tǒng)稱(chēng)為狀態(tài)信息；車(chē)路通信模塊負(fù)責(zé)與路邊節(jié)點(diǎn)的通信，路邊節(jié)點(diǎn)將覆蓋區(qū)域內(nèi)的行駛狀況報(bào)告給控制中心；車(chē)間通信模塊負(fù)責(zé)車(chē)輛與車(chē)輛之間的通信，本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)傳輸就是車(chē)輛間的通信。以附圖2所示場(chǎng)景為例，車(chē)輛V2要向后方一定區(qū)域內(nèi)的車(chē)輛發(fā)出告警消息，這是車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中安全預(yù)警的典型應(yīng)用。由于發(fā)射功率有限，在車(chē)輛V2傳輸范圍之外的車(chē)輛不能直接收到此告警消息，需要通過(guò)多跳廣播由其他車(chē)輛進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)車(chē)輛V2廣播數(shù)據(jù)后，在其傳輸距離內(nèi)的車(chē)輛節(jié)點(diǎn)將有可能接收到此數(shù)據(jù)，而V2前方的車(chē)輛(如車(chē)輛V1) 由于不需要此數(shù)據(jù)，將會(huì)直接丟棄該數(shù)據(jù)；V2后方的車(chē)輛中，接收到該數(shù)據(jù)的車(chē)輛節(jié)點(diǎn)通過(guò)計(jì)算各自的轉(zhuǎn)發(fā)概率并與門(mén)限概率比較后，v3、V4、V5、V6成為候選中繼節(jié)點(diǎn)；候選中繼節(jié)點(diǎn)再根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)概率計(jì)算接入信道的退避時(shí)間，在接入信道之前開(kāi)始進(jìn)入退避過(guò)程；車(chē)輛V5計(jì)時(shí)器首先結(jié)束，于是V5成為中繼節(jié)點(diǎn)，將收到的數(shù)據(jù)再進(jìn)行廣播，其他候選中繼節(jié)點(diǎn)V3、V4 和1在收到V5廣播的數(shù)據(jù)后，將會(huì)終止退避過(guò)程，不再轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)；如果一次中繼轉(zhuǎn)發(fā)不能使一定區(qū)域的車(chē)輛都收到此數(shù)據(jù)，就將車(chē)輛V5當(dāng)作“源節(jié)點(diǎn)”，重復(fù)上述過(guò)程，車(chē)輛V7、V8、V9 成為第二次轉(zhuǎn)發(fā)的候選中繼節(jié)點(diǎn)，V8成為中繼節(jié)點(diǎn)再次轉(zhuǎn)發(fā)此數(shù)據(jù)；通過(guò)不斷地中繼轉(zhuǎn)發(fā)， 使得在一定的發(fā)射功率下，能夠使V2后方一定區(qū)域內(nèi)的車(chē)輛都收到告警消息。如附圖3和附圖4所示，附圖4是附圖3中的中繼轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程的流程圖，對(duì)應(yīng)于下述步驟3)至步驟6)，該方法的具體實(shí)現(xiàn)包括以下步驟并按所述順序進(jìn)行
1)每個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)通過(guò)車(chē)輛上安裝的全球定位系統(tǒng)GPS接收機(jī)獲取本車(chē)的位
置信息，通過(guò)車(chē)輛上安裝的傳感器獲取本車(chē)的速度、方向、加速度等行駛信息，車(chē)輛采集的位置信息和各種行駛信息統(tǒng)稱(chēng)為狀態(tài)信息。在一定的發(fā)射功率下，每個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)將不斷更新的車(chē)輛狀態(tài)信息進(jìn)行周期性廣播，同時(shí)存儲(chǔ)并更新接收到的鄰居節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息， 并計(jì)算出數(shù)據(jù)發(fā)送范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)密度A；
2)當(dāng)某個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生數(shù)據(jù)需要傳輸給一定范圍內(nèi)的所有其他車(chē)輛節(jié)點(diǎn)時(shí)， 記該節(jié)點(diǎn)為源節(jié)點(diǎn)&源節(jié)點(diǎn)首先將包含源節(jié)點(diǎn)信息的數(shù)據(jù)消息進(jìn)行廣播；
3)接收到廣播數(shù)據(jù)的所有節(jié)點(diǎn)判斷自己是否處于要求覆蓋的區(qū)域內(nèi)，如果不在該區(qū)域內(nèi)則丟棄該數(shù)據(jù)，如果在該區(qū)域內(nèi)則通過(guò)步驟1中本車(chē)信息和數(shù)據(jù)中包含的
源節(jié)點(diǎn)信息判斷是否需要繼續(xù)廣播轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)發(fā)則進(jìn)入步驟4，如果不需要轉(zhuǎn)發(fā)則結(jié)束該過(guò)程；
4)需要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的車(chē)輛節(jié)點(diǎn)通過(guò)本車(chē)狀態(tài)和發(fā)送該數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)中的位置信息、節(jié)點(diǎn)密度、發(fā)射功率等計(jì)算出轉(zhuǎn)發(fā)概率Λ如果轉(zhuǎn)發(fā)概率大于門(mén)限值/^，則將該節(jié)點(diǎn)作為候選中繼節(jié)點(diǎn)，否則跳至步驟7)；
5)步驟4中的候選中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)概率/H十算出接入信道的之前的退避時(shí)
間/；，并進(jìn)入退避過(guò)程，在退避過(guò)程中，如果收到其他候選中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)則退出退避過(guò)程并跳至步驟7);
6)候選中繼節(jié)點(diǎn)的退避計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束，候選中繼節(jié)點(diǎn)廣播轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)；
7)一次數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)束，如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)源節(jié)點(diǎn)S沒(méi)有收到自己發(fā)送的數(shù)據(jù)則認(rèn)為數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，回到步驟2)重新發(fā)送該數(shù)據(jù)。8) 一次數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)束后，將轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)的中繼節(jié)點(diǎn)當(dāng)作“源節(jié)點(diǎn)”，重
復(fù)上述步驟2) 7)，直至通過(guò)多次中繼傳輸，使所要求的區(qū)域內(nèi)所有車(chē)輛節(jié)點(diǎn)都收到該數(shù)據(jù)。上述步驟4)中的轉(zhuǎn)發(fā)概率的計(jì)算是挑選候選中繼節(jié)點(diǎn)的主要依據(jù)?？紤]到選擇距離源節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)可以減少中繼轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)，減少時(shí)延，因此某節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)概率與該節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的距離i/成正比；考慮到當(dāng)源節(jié)點(diǎn)周?chē)墓?jié)點(diǎn)密度較低時(shí)，能夠接收到源節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)較少，為了避免出現(xiàn)沒(méi)有車(chē)輛被選為候選中繼節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題，節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)概率與源節(jié)點(diǎn)周?chē)?jié)點(diǎn)密度β成反比，而節(jié)點(diǎn)密度是通過(guò)源節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)的鄰居節(jié)點(diǎn)的信息計(jì)算得到；又考慮到距離源節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)的的節(jié)點(diǎn)成功接收數(shù)據(jù)的概率較低， 為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，某?jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)概率與該節(jié)點(diǎn)能成功接收數(shù)據(jù)的先驗(yàn)概率成
正比。介于以上考慮，轉(zhuǎn)發(fā)概率可以由Ρ = 計(jì)算得到，其中-和1分別為歸一化的距離
β d β
和節(jié)點(diǎn)密度。上述步驟5)中的退避時(shí)間也是根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)概率來(lái)計(jì)算的。根據(jù)上述轉(zhuǎn)發(fā)概率的計(jì)算分析，一般而言由轉(zhuǎn)發(fā)概率較大的節(jié)點(diǎn)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，能夠在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)達(dá)到更少的延時(shí)和更高的可靠性。所以，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)發(fā)概率較大的候選中繼節(jié)點(diǎn)退避時(shí)間較小，這樣轉(zhuǎn)發(fā)概率大的候選中繼節(jié)點(diǎn)能夠最先完成退避，成為中繼節(jié)點(diǎn)，而其他候選中繼節(jié)點(diǎn)收到中繼節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)后不再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，避免了多個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)造成的廣播風(fēng)暴問(wèn)題。同時(shí)， 如果中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)失敗，其他候選中繼節(jié)點(diǎn)完成退避后，可以重新成為中繼節(jié)點(diǎn)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。結(jié)合無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 11中的退避機(jī)制，退避時(shí)間可以由 ^ = L-IPxrmaJ計(jì)算得到，其中?！樵O(shè)置的最大退避時(shí)間，[Oj為下取整函數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)中繼傳輸方法，其特征在于收到源節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)的車(chē)輛節(jié)點(diǎn)首先通過(guò)本車(chē)狀態(tài)和發(fā)送該數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)中的位置信息、節(jié)點(diǎn)密度和發(fā)射功率計(jì)算出轉(zhuǎn)發(fā)概率，如果該轉(zhuǎn)發(fā)概率大于門(mén)限值，則該節(jié)點(diǎn)成為候選中繼節(jié)點(diǎn)，候選中繼節(jié)點(diǎn)再根據(jù)各自的轉(zhuǎn)發(fā)概率結(jié)合無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 11中的退避機(jī)制計(jì)算接入信道的退避時(shí)間，完成退避過(guò)程的候選中繼節(jié)點(diǎn)最終成為中繼節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)中繼傳輸方法，其特征在于該方法的具體實(shí)現(xiàn)包括以下步驟并按所述順序進(jìn)行步驟1)每個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)通過(guò)車(chē)輛上安裝的全球定位系統(tǒng)GPS接收機(jī)獲取本車(chē)的位置信息，通過(guò)車(chē)輛上安裝的傳感器獲取本車(chē)的速度、方向、加速度的行駛信息，車(chē)輛采集的位置信息和各種行駛信息統(tǒng)稱(chēng)為狀態(tài)信息；每個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)將不斷更新的車(chē)輛狀態(tài)信息進(jìn)行周期性廣播，同時(shí)存儲(chǔ)并更新接收到的鄰居節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，并計(jì)算出數(shù)據(jù)發(fā)送范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)密度β ；步驟2)當(dāng)某個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生數(shù)據(jù)需要傳輸給規(guī)定范圍內(nèi)的所有其他車(chē)輛節(jié)點(diǎn)時(shí)，記該節(jié)點(diǎn)為源節(jié)點(diǎn)義源節(jié)點(diǎn)首先將包含源節(jié)點(diǎn)信息的數(shù)據(jù)消息進(jìn)行廣播；步驟3)接收到廣播數(shù)據(jù)的所有節(jié)點(diǎn)判斷自己是否處于要求覆蓋的區(qū)域內(nèi)，如果不在該區(qū)域內(nèi)則丟棄該數(shù)據(jù)，如果在該區(qū)域內(nèi)則通過(guò)步驟1)中本車(chē)信息和數(shù)據(jù)中包含的源節(jié)點(diǎn)信息判斷是否需要繼續(xù)廣播轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)發(fā)則進(jìn)入步驟4)，如果不需要轉(zhuǎn)發(fā)則結(jié)束該過(guò)程；步驟4)需要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的車(chē)輛節(jié)點(diǎn)通過(guò)本車(chē)狀態(tài)和發(fā)送該數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)中的位置信息、節(jié)點(diǎn)密度和發(fā)射功率，計(jì)算出轉(zhuǎn)發(fā)概率Λ如果轉(zhuǎn)發(fā)概率大于門(mén)限值/^，則將該節(jié)點(diǎn)作為候選中繼節(jié)點(diǎn)，否則跳至步驟7)；步驟幻步驟4)中的候選中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)概率/H十算出接入信道的之前的退避時(shí)間/；，并進(jìn)入退避過(guò)程，在退避過(guò)程中，如果收到其他候選中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)則退出退避過(guò)程并跳至步驟7);步驟6)候選中繼節(jié)點(diǎn)的退避計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束，候選中繼節(jié)點(diǎn)廣播轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)；步驟7) —次數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)束，如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)源節(jié)點(diǎn)S沒(méi)有收到自己發(fā)送的數(shù)據(jù)則認(rèn)為數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，回到步驟2)重新發(fā)送該數(shù)據(jù)；步驟8) —次數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)束后，將轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)的中繼節(jié)點(diǎn)當(dāng)作“源節(jié)點(diǎn)”，重復(fù)上述步驟2廣步驟7)，直至通過(guò)多次中繼傳輸，使所要求的區(qū)域內(nèi)所有車(chē)輛節(jié)點(diǎn)都收到該數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求書(shū)1所述的車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)中繼傳輸方法，其特征在于所述的通過(guò)本車(chē)狀態(tài)和發(fā)送該數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)中的位置信息、節(jié)點(diǎn)密度和發(fā)射功率計(jì)算出轉(zhuǎn)發(fā)概率，某節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)概率與該節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的距離J成正比；節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)概率與源節(jié)點(diǎn)周?chē)?jié)點(diǎn)密度A成反比，節(jié)點(diǎn)密度通過(guò)源節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)的鄰居節(jié)點(diǎn)的信息計(jì)算得到；某節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)概率與該節(jié)點(diǎn)能成功接收數(shù)據(jù)的先驗(yàn)概率成正比；轉(zhuǎn)發(fā)概率可以由P = Pp^計(jì)算得到，其中—和$分別為歸一化的距離和節(jié)點(diǎn)密度。 βd P
4.如權(quán)利要求書(shū)1所述的車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)中繼傳輸方法，其特征在于所述根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)概率計(jì)算退避時(shí)間，結(jié)合無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 11中的退避機(jī)制，退避時(shí)間可以由
全文摘要
本發(fā)明所述的一種數(shù)據(jù)中繼傳輸方法應(yīng)用于車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)旨對(duì)車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)提出一種低延時(shí)、高可靠性的數(shù)據(jù)中繼傳輸方法，該方法為收到源節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)的車(chē)輛節(jié)點(diǎn)首先根據(jù)自身的狀態(tài)信息和源節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)概率，決定自己是否成為候選中繼節(jié)點(diǎn)，候選中繼節(jié)點(diǎn)再根據(jù)各自的轉(zhuǎn)發(fā)概率計(jì)算接入信道的退避時(shí)間，完成退避過(guò)程的候選中繼節(jié)點(diǎn)最終成為中繼節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)。此方法既避免了大量收到數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)都轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)造成的廣播風(fēng)暴問(wèn)題，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)；又避免了只有單個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，一旦轉(zhuǎn)發(fā)失敗，數(shù)據(jù)傳輸就終止的問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，為?chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用提供低延時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號(hào)H04W48/10GK102256333SQ201110235570
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者夏瑋瑋, 宋鐵成, 楊瓊, 沈連豐, 胡靜 申請(qǐng)人:東南大學(xué), 南京東大移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)有限公司