1.一种车载自组织网络中基于距离和速度的自适应广播方法,其特征在于:在该方法中,包括:步骤一:对于车载自组织网络,判断道路类型,分别针对路段模型和路口模型采用不同的中继转发策略;步骤二:采用路口误判恢复策略解决路段模型中基于距离的自适应广播协议存在的路口误判问题;步骤三:同时,引入基于数据包的转发确认机制,进一步提高广播的可靠性;在步骤一中,首先判断在此之前是否收到具有相同序列号的数据包以及该数据包生存时间是否大于1,只有同时满足节点第一次接收到该数据包且数据包的生存时间大于1这两个条件时,节点才携带数据进入待转状态,否则节点直接丢弃该数据包;
场景中的所有车辆节点由于安装了GPS系统,可实时获得自身的坐标位置,再结合GIS地图的使用,能够方便获知自身所处的道路拓扑结构,判断出自身是否处于路口区域;基于该判断,车辆节点再启用不同的中继转发策略;
在路段模型下,车辆利用配备的GPS系统,得到自身位置相关信息,利用邻居节点间信标消息的周期广播,节点可获得邻居节点位置、速度、行驶方向信息,并利用获得消息完成自身邻居列表的建立和维护;为了降低信标消息对网络资源的消耗,车辆节点对信标消息的广播采用周期性广播方式,且广播的周期不宜过小;基于此,当数据节点在分析邻居节点位置时应考虑车辆的移动所导致的过时位置信息,因此需对邻居节点的位置进行预测,再根据预测的位置信息计算节点间沿道路方向上的相对距离,各参数计算公式如下:Xpre_C=Xrec_C+Vrec_C·cosθ(Tnow-Trec)
Ypre_C=Yrec_C+Vrec_C·sinθ(Tnow-Trec)
其中,Tnow表示车辆节点发送信息给邻居节点的时间,Trec表示接收到邻居节点的信息,Vrec_C表示邻居节点的速度;
距离a、c表示源节点距离车辆节点的距离,b表示两个车辆节点之间的距离,定义为:
节点之间沿道路方向的距离为:
式中,(Xpre_C,Ypre_C),表示经过预测后的邻居节点C的位置坐标,(Xrec_C,Yrec_C)表示最近一次收到的信标消息中记录的节点C的位置坐标,(XS,YS)表示数据携带节点S的位置坐标,θ表示节点C行驶方向与道路方向的夹角;
由于VANET的网络拓扑结构通常是沿着道路形成,数据携带节点根据上述预测方法获得其通信范围内所有邻居节点的预测位置信息,并且获取分级区域的分界值d1和d2,并将分界值d1和d2加入到数据报文头部;当节点在计时器超时之前都未收到拥有相同消息序列号的数据包时,节点将在计时器减为零时对外广播数据包;与此对应,当通信范围内的邻居节点接收到该数据包时,利用数据包中加入的上一跳节点ID信息,在邻居节列中找到与之对应的位置、速度和方向等信息,利用同样的位置预测机制计算出本节点与上一跳节点沿道路方向的映射距离;根据计算结果,判定节点所处的转发等级域,进而选择不同的转发等待时间计算公式,最后进行计时器设置;自适应转发等待时间计算公式如下所示:当0≤d≤d1时,
当d1<d≤d2时,
当d2<d≤R时,
式中,MaxIWT表示处于路口的节点的最大转发等待时间,MaxWT表示处于路段的节点的最大转发等待时间,R表示节点的通信半径,d1,d2表示等级区域分界值;
在路口模型下,考虑到路口存在的建筑物对数据传输的影响,当数据包传播至路口区域时,为了减少数据包转发冲突的概率,同时降低路口周围障碍物的影响,采用改进的基于路口中心距离的自适应转发等待机制;节点越接近路口区域的中心点,计算出的转发等待时间就越短,并且处于路口区域的节点相比于处于路段区域的节点拥有更短的转发等待时间。
2.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络中基于距离和速度的自适应广播方法,其特征在于:在步骤二中,当处于路口区域之外的车辆节点,在等待转发一个来自于路口区域内节点所转播的数据包时,在转发等待过程中若收到具有相同消息序列号的数据包,此时节点首先判断数据包中Link_ID字段的内容,若Link_ID既不等于Link0也不等于自身所处的路段编号,则该节点不会放弃转发机会而是选择继续进行转发等待计时;当处于路口区域之外的节点在等待转发一个来自于路口区域外节点所转播的数据包时,此时若收到来自于路口节点所发的具有相同消息序列号的数据包时,除非该数据包的Link_ID与自身所处的路段编号相同,否则该节点丢弃之前所接收到的数据包,针对新接收到的数据包重新计算并设置转发等待时间,进入转发计时状态。
3.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络中基于距离和速度的自适应广播方法,其特征在于:步骤三中,引入了基于数据包的转发确认机制,在不额外增加数据开销的基础上,实现利用数据包进行转发确认;上一跳转发节点可根据在预定的时间内是否收到具有相同消息序列号的数据来判断数据包是否发送成功;因为无论节点是处于路口区域或是路段区域,其最大转发等待时间为MaxWT,所以当上一跳节点在转发一个数据包后,若在MaxWT时间内收到相同的数据包,则判定该数据包已转发成功,否者判定该数据包转发失败,需要对数据包的相关参数进行调整并重新发送数据包,进一步提高了协议的可靠性。