1.一种车载自组织网络中基于链路感知的稳定成簇方法,其特征在于:包括以下步骤:节点通过GPS及周期性的hello报文获取车辆节点的位置、速度、方向、节点类型等信息;
根据获取的节点位置、速度信息确定节点与邻居节点间的相似度;
根据预测模型来预测某邻居节点在未来时刻与节点保持邻居关系的概率,根据该节点的节点度来确定该节点的亲密度;
根据节点的方向和速度来确定节点与其邻居之间的连接度;
将节点间的相似度、亲密度、连接度加权获取节点的优先级P,并选取优先级最高的节点作为簇头;
簇头向其簇内节点广播lead函数,宣告自己成为簇头,簇内节点根据自己的位置和收到lead函数的个数确定自己是簇内节点还是网关节点,并向簇头回复。
2.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络中基于链路感知的稳定成簇方法,其特征在于:所述根据获取的节点位置、速度信息确定节点与邻居节点间的相似度S,具体包括:根据节点i的当前位置Xi及其速度信息,预测节点1时间t之后的位置Xi′;
节点i通过周期性的hello报文获取邻居节点j0、j1...jn-1的当前位置和速度信息,预测邻居节点时间t之后的位置Xj′;
节点i根据下述公式计算与邻节点间的相似度:
3.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络中基于链路感知的稳定成簇方法,其特征在于:所述根据预测模型和节点度确定节点的亲密度IN,具体包括:预测模型--节点间通过周期性的hello报文交互,节点记录当前时刻t0和上一时刻t1时的邻居节点ID;
节点j上一时刻t1为i的邻居节点且当前时刻t0不是i的邻居节点,则j下一时刻为2
i的邻居的概率为p,j上一时刻不是i的邻居且当前时刻是i的邻居,则下一时刻为i的邻居的概率为p,j上一时刻、当前时刻均为i的邻居,则下一时刻为i的邻居的概率为1;
节点根据当前时刻和上一时刻的邻居列表预测此邻居集合下一刻依旧保持的概率节点根据预测模型计算的概率 和节点度Nd确定节点的亲密度,公式如下:i
其中,A为t1时刻节点i的邻节点个数NNeighbor(t1),B为t0时刻节点i的邻节点个数iNNeighbor(t0),K为t1时刻和t0时刻均为节点i的邻节点的个数。
4.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络中基于链路感知的稳定成簇方法,其特征在于:所述根据节点的方向和速度来确定节点与其邻居之间的连接度D,具体包括:根据邻居列表中邻节点的信息,确定该节点与邻节点的距离差和速度差,距离差与速度差之比为两节点间的相对到达率,相对到达率大于0,则两节点间距离在增大,相对到达率小于0则两节点间距离在减小;
节点记录相对到达率大于0的邻节点个数n′,根据下述公式确定节点间的连接度D:其中,Nd为节点度,即邻节点个数,n′为邻居节点Nd中与当前节点相互远离的节点数,V为当前节点速度,V′为与当前节点相互远离的邻居节点i的速度。
5.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络中基于链路感知的稳定成簇方法,其特征在于:所述选取优先级最高的节点作为簇头,具体包括:根据节点的相似度、亲密度和连接度加权确定节点的优先级P,P=αS+βIN+γD,其中α,β,γ为设定参数,且α+β+γ=1;
优先级最大的节点标记自己为簇头,簇头向其簇内节点广播lead函数,宣告自己成为簇头,簇内节点根据自己的位置和收到lead函数的个数确定自己是簇内节点还是网关节点,并向簇头回复。
6.一种车载自组织网络中簇的更新方法,其特征在于:包括以下步骤:簇头节点CH、簇成员节点CM和网关节点GM根据自身位置的改变、优先级P的变化进行更新;
簇头节点CH维护两张邻居列表,即簇成员表和网关节点表;
簇头节点每单位时间进行检测,如果簇成员的优先级大于自身,则优先级高的节点成为簇头广播消息lead(),原簇头节点成为成员节点,否则簇头节点只需更新其成员速度、位置等信息,如果簇头没有收到某成员节点周期性的广播,那么簇头把该成员节点从它的成员表中删除;
簇成员周期性检测其是否收到簇头的hello消息,若收到则更新其位置速度等信息,若收到另一个节点发送的lead()消息,则提取新的簇头信息,如果在它的周围没有簇头的话,那么它自己独立成簇;
网关节点维护网关节点可达的簇头列表,网关节点每单位时间进行检测,检测其是否收到可达簇头节点发送的周期性hello报文,若有,则更新其位置、速度等信息,如无,则将此节点从可达簇头节点表中删除,如果可达簇头仅有一个且在本簇到邻簇的方向上至少有一个比自己离本簇头远的节点,则向簇头节点发送GM转为CM消息,并将自己的状态从GM转为CM。
7.一种车载自组织网络中基于链路感知的簇路由,其特征在于:包括:节点信息确定以后,边界节点启动链路感知LP,向簇头和路口节点发送链路中断警报信息;
路口节点向周围节点广播链路信息并计算链路的再次连通概率CPij;
簇路由协议中路口节点根据路段再次连通概率和贪婪方法选择最佳候选簇,簇内簇头按照贪婪方法选择网关节点;
所述节点信息的确定包括:车载自组织网络中节点通过GPS导航系统和周期性的HELLO报文获得自身的位置、速度、方向、节点度等信息;根据自己和邻居节点的位置关系判定的自身的节点类型:路口节点CN、前后都有邻居的队列节点PN、只有一边有邻居的边界节点BN、前后都没有邻居的孤独节点LN。
8.根据权利要求7所述的一种车载自组织网络中基于链路感知的簇路由,其特征在于:所述链路感知LP过程具体包括:节点判定自身节点类型为边界节点后,生成中断警报信息IAM,向路口节点CN发送链路中断警报信息,通知路口节点此链路断开,如果传递IAM的节点在目的路口方向上没有下一跳,则丢弃该IAM;
CN按HELLO周期检查本地链路状态表;
CN节点通过接收到的IAM更新该路口与相邻路口的连接状态Cij;
如果在一个周期的时间内没有收到IAM报文,则默认该链路是完全连接的;
根据更新的链路状态(Link State)LSij=[Cij,CPij],其中Cij为链路连接状态,CPij为链路再次连通概率,生成新的CIAM报文,向当前路口的所有节点广播已断开路段的信息。
9.根据权利要求8所述的一种车载自组织网络中基于链路感知的簇路由,其特征在于:所述的再次连通概率CPij统计了路段Iij最近k个hello周期的链路连接状态,根据k个Cij计算出当前时刻路段Iij的再次连通概率CPij:其中Cij[l]表示tl时刻路段Iij的链接状态,l表示第Δt*l时刻前更新的连接状态Cij,2(k-l)/k(k+1)表示Δt*l时刻前更新的Cij在对当前时刻再次连通概率CPij的影响权重,若最近Δt*k时间内路段Iij的Cij=1,即最近k个周期内路段总是连通的,则再次连通概率CPij=1。
10.根据权利要求7所述的簇路由协议,其特征在于,包括:
步骤一:源节点S首先判断目的节点D是否为其邻居节点,若是其邻节点则直接将数据包转发给目的节点,若不是进入步骤二;
步骤二:S将数据包转发给簇头;
步骤三:簇头判断目的节点是否位于本簇,若是则直接将数据包转发给D,否则进入步骤四;
步骤四:簇头判断自己是否为路口节点,若是则跳到步骤五,若不是则进入步骤六;
步骤五:根据到目的节点的距离和再次连通概率从候选簇中选择最佳候选簇,即根据W值的大小来选择最佳候选簇,W值公式如下:W=max{-Ci,j×dis(Next,D)+CPi,j},进入步骤七;
步骤六:簇头按照贪婪方法选择下一簇,判断下一簇的簇头是否为自己的邻节点,若是则直接转发给下一簇的簇头,进入步骤三,否则按照贪婪方法选择网关节点,再将数据包转发给下一簇簇头,进入步骤三;
步骤七:判断该路口节点是否为簇头,若是则进入步骤三,若不是则经过最多两跳将数据包转发给选定簇头,之后进入步骤三。