CN102149220B - 无线车载自组织网络中进行信息发布的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，其中包括信息源车辆进行广播信息发布、收到该广播信息的第一车辆探测相邻车辆、如果探测到存在未收到过到该广播信息的相邻第二车辆且第二车辆位置处于信息徘徊区域外则第一车辆根据其与信息徘徊区域间的距离进行广播信息的传送概率的计算处理、第一车辆根据传送概率将广播信息传送给第二车辆。采用该种无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，增加了消息的可到达性，减少了交互消息，使得信息高可靠性的到达车辆中，同样时间里最小化信息交互，更少的信息交互次数使得存储需求大大降低和减缓，显著节约了功率，带宽使用较少，缩短了信息传输时间，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。

Description

无线车载自组织网络中进行信息发布的方法

技术领域

本发明涉及无线车载自组织网络领域，特别涉及无线车载自组织网络中信息的广播方式技术领域，具体是指一种无线车载自组织网络中进行信息发布的方法。

背景技术

无线车载自组织网络技术，是智能交通的基础之一。通过车与车，车与路边节点的相互通信，交互消息来构成无线通信网络，用于传递辅助驾驶员或事故避免的有用实时信息，同时能提供车载娱乐，实时导航，上网等数据服务，使交通运输网络更加安全，高效，舒适。

近来在VANETs（车载自组织网络）方面的研究越来越多并且将车辆（主要是汽车）作为在交通工具中发布信息的一种工具。依靠信息的交互，车载自组织网络可以提供许多服务，比如可以通过提供给驾驶员道路信息来提高安全性。让驾驶员避开交通拥堵的路况，选择路况好的道路行驶。可以通过交互式的游戏，共享文件以及给感兴趣的客户发布广告等增加驾驶过程中的乐趣。

无线车载自组织网中的许多应用都和特定的地理位置区域的相关，包括信息的交互。举例来说，万一发生了突发性交通事故，为了安全把这样的信息发送给周围区域内的所有的车子是很重要的。另外，这个信息在这个区域中还要继续存在一个特定的时间，这样可以通知新进入的汽车避免这样的危险。同样这样的应用，比如某些路段整修等信息发布给周边汽车，汽车就可以避开这样的道路选择其他比较舒服的道路行驶或是在这段路面小心行驶。在前面所有讲到的情况下，有用的信息必须发布给在这个区域中所有的汽车并且这样的信息要在这个区域中保留一个特定的时间间隔以通知新进入的汽车。以上描述的这种要求很接近信息徘徊的基本观念。

徘徊信息这个术语是近期在活动物体之间交互消息才出现的。由于它的信息的生命力，信息本身是可靠的。一个单一的徘徊信息层的主要要求是让它自己附着在一个指定的区域，这个指定的区域叫做锚定区，并且对于锚定区邻近的区域中存储信息的装置的可靠性是不要求的。

根据上面提到的，所述的无线车载自组织网络中需要信息徘徊协议，它能够使得在特定的地理区域中发布信息并且信息在这个区域中存留一个特定的时间变得方便。可以研究许多发布信息的方法。然而，在现有技术中，解决方案空间根据可获得的资源可以被更加精确的选择，就像存储，功率，带宽等等。最普通的方法就是盲目泛滥的广播消息，可以得到最高的可靠性。也就是说所有的汽车接收信息消息，广播这个消息给所有的邻车子。这种方法在不考虑成本的情况保证了高到达性。

但是，这种方法交互的消息是巨大的，如上所述，是浪费资源的，为了减少交换消息的数目，显而易见的方法是在徘徊区域中采取盲目泛滥的广播，然而这种方法在车子少的时候会降低消息的到达性，低车流密度可能会导致车载网络间断性的连接，这意味着跟网络断开链接的车子永远收不到消息，因此到达性就变低了。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够确保信息送达的高可靠性、最小化信息交互次数、有效降低存储需求、节约功率和带宽、节省信息传输时间、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的无线车载自组织网络中进行信息发布的方法。

为了实现上述的目的，本发明的无线车载自组织网络中进行信息发布的方法如下：

该无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

（1）信息源车辆进行广播信息发布；

（2）收到该广播信息的第一车辆对相邻的车辆进行探测；

（3）如果探测到存在未收到过到该广播信息的相邻的第二车辆，且该第二车辆的当前位置处于网络预设的信息徘徊区域之外，则所述的第一车辆根据其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离进行广播信息的传送概率的计算处理，并执行步骤（4）；否则不进行任何处理，并直接退出整个流程；

（4）所述的第一车辆根据所述的传送概率将广播信息传送给所述的第二车辆。

该无线车载自组织网络中进行信息发布的方法中的第一车辆根据其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离进行广播信息的传送概率的计算处理，包括以下步骤：

（11）所述的第一车辆计算其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离；

（12）所述的第一车辆根据严格递减阶梯概率函数或者根据高斯概率函数计算广播信息的传送概率。

该无线车载自组织网络中进行信息发布的方法中的第一车辆计算其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离，具体为：

所述的第一车辆根据其自身的位置信息和所接收到的广播信息中所包含的锚定区域信息以及锚定半径信息进行计算。

该无线车载自组织网络中进行信息发布的方法中的第一车辆根据严格递减阶梯概率函数计算广播信息的传送概率，具体为：

所述的第一车辆根据以下的严格递减阶梯概率函数计算广播信息的传送概率p：

其中，d为第一车辆到信息徘徊区域的距离，r为第一车辆的广播信息的传输范围。

该无线车载自组织网络中进行信息发布的方法中的第一车辆根据高斯概率函数计算广播信息的传送概率，具体为：

所述的第一车辆根据以下的高斯概率函数计算广播信息的传送概率p：

$p=e^{-\frac{d^2}{2{\left(2r\right)}^2}},$ 或者 $p=\frac{1}{2r\sqrt{2\mathrm{\π}}}{e}^{-\frac{d^2}{2{\left(2r\right)}^2}};$

其中，d为第一车辆到信息徘徊区域的距离，r为第一车辆的广播信息的传输范围。

该无线车载自组织网络中进行信息发布的方法中的第一车辆根据所述的传送概率将广播信息传送给所述的第二车辆，具体为：

所述的第一车辆决定以概率p将所述的广播信息传送给所述的第二车辆，并决定以概率1－p不重复传送该广播信息。

采用了该发明的无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，由于其中通过在信息徘徊区域外的随机泛滥广播消息，从而能够将在信息徘徊区域外的已经收到消息的车辆对于部分没有被通知到区域作为一个信息传送桥梁，增加了消息的可到达性，同时由于避免了在徘徊区域外的盲目泛滥广播，从而减少了交互消息，巧妙利用了车载自组织网络中的信息徘徊协议，使得信息能够高可靠性的到达需要该广播信息的车辆中，并且在徘徊信息的生命周期中进入到信息徘徊区域，从而在同样的时间里最小化信息的交互，更少的信息交互次数使得存储需求大大降低和减缓，显著节约了功率，带宽使用较少，缩短了信息传输时间，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

该无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，其中包括以下步骤：

（1）信息源车辆进行广播信息发布，通常可以在网络预设的信息徘徊区域内，也可以根据情况超出该信息徘徊区域的范围；

（2）收到该广播信息的第一车辆对相邻的车辆进行探测；

（3）如果探测到存在未收到过到该广播信息的相邻的第二车辆，且该第二车辆的当前位置处于网络预设的信息徘徊区域之外，则所述的第一车辆根据其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离进行广播信息的传送概率的计算处理，并执行步骤（4）；否则不进行任何处理，并直接退出整个流程；该第一车辆根据其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离进行广播信息的传送概率的计算处理，包括以下步骤：

（a）所述的第一车辆计算其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离，具体为：

所述的第一车辆根据其自身的位置信息和所接收到的广播信息中所包含的锚定区域信息以及锚定半径信息进行计算；

（b）所述的第一车辆根据严格递减阶梯概率函数或者根据高斯概率函数计算广播信息的传送概率；其中，第一车辆根据严格递减阶梯概率函数计算广播信息的传送概率，具体为：

所述的第一车辆根据以下的严格递减阶梯概率函数计算广播信息的传送概率p：

其中，d为第一车辆到信息徘徊区域的距离，r为第一车辆的广播信息的传输范围。

第一车辆根据高斯概率函数计算广播信息的传送概率，具体为：

所述的第一车辆根据以下的高斯概率函数计算广播信息的传送概率p：

$p=e^{-\frac{d^2}{2{\left(2r\right)}^2}},$ 或者 $p=\frac{1}{2r\sqrt{2\mathrm{\π}}}{e}^{-\frac{d^2}{2{\left(2r\right)}^2}};$

其中，d为第一车辆到信息徘徊区域的距离，r为第一车辆的广播信息的传输范围；

（4）所述的第一车辆根据所述的传送概率将广播信息传送给所述的第二车辆，具体为：

所述的第一车辆决定以概率p将所述的广播信息传送给所述的第二车辆，并决定以概率1－p不重复传送该广播信息。

在实际应用当中，在本发明的方法中，通过在徘徊区域外的随机的泛滥广播消息。这种方法的原理是在徘徊区域外的已经收到消息的车辆（主要是汽车，当然也可以是其它各种移动车辆）对于部分没有被通知到区域能够作为一个信息桥梁，因此能增加消息的到达性。另外，由于避免了在徘徊区域外的盲目泛滥广播，减少了交互消息。

随机泛滥广播方法如下：当一个已经被通知过的汽车识别到一个没有被通知的邻居并且这个邻居在徘徊区域之外时，发送者决定以概率p来传送消息并且决定不重复传送的概率为1－p。概率p的计算是基于概率函数f的。这个函数有许多输入的变数比如到徘徊区域的距离，交通情况，消息的优先权等等。在这个方法中，本发明集中焦点到徘徊区域的距离这个单一的输入变数上。这个距离可以通过汽车的位置和徘徊信息中包含的锚定区域以及锚定半径来计算。本发明认为当距离徘徊区域的距离增加时重传的概率会降低。这种设计的原理是由于信息是逻辑的附着在一个地理区域的，当距离增加时，这种信息的有用性就降低了。本发明就是利用种信息的无用性来通过减少重传概率来减少交互消息的数目。

在本发明的方法中，考虑使用两个概率函数：一个是严格递减阶梯函数，另一个是高斯函数。阶梯函数如下：

其中d是接收汽车到徘徊区域的距离。r是汽车的广播信息的传输范围。本发明将使用这个概率函数的方法认为是阶梯概率泛滥广播。

第二个函数本发明使用高斯函数，如下所示：

$p=e^{-\frac{d^2}{2{\left(2r\right)}^2}};$

上面的这个等式通常变形为

当平均数为0并且距离两倍时，可以乘以一个因子

后面乘式保证了在徘徊区域边界的传输概率为1。本发明将使用这种概率函数的访问认为是高斯概率泛滥广播。

采用了上述的无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，由于其中通过在信息徘徊区域外的随机泛滥广播消息，从而能够将在信息徘徊区域外的已经收到消息的车辆对于部分没有被通知到区域作为一个信息传送桥梁，增加了消息的可到达性，同时由于避免了在徘徊区域外的盲目泛滥广播，从而减少了交互消息，巧妙利用了车载自组织网络中的信息徘徊协议，使得信息能够高可靠性的到达需要该广播信息的车辆中，并且在徘徊信息的生命周期中进入到信息徘徊区域，从而在同样的时间里最小化信息的交互，更少的信息交互次数使得存储需求大大降低和减缓，显著节约了功率，带宽使用较少，缩短了信息传输时间，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

（1）信息源车辆进行广播信息发布；

（2）收到该广播信息的第一车辆对相邻的车辆进行探测；

（3）如果探测到存在未收到过到该广播信息的相邻的第二车辆，且该第二车辆的当前位置处于网络预设的信息徘徊区域之外，则所述的第一车辆根据其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离进行广播信息的传送概率的计算处理，并执行步骤（4）；否则不进行任何处理，并直接退出整个流程；

（4）所述的第一车辆根据所述的传送概率将广播信息传送给所述的第二车辆。

2.根据权利要求1所述的无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，其特征在于，所述的第一车辆根据其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离进行广播信息的传送概率的计算处理，包括以下步骤：

（11）所述的第一车辆计算其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离；

（12）所述的第一车辆根据严格递减阶梯概率函数或者根据高斯概率函数计算广播信息的传送概率。

3.根据权利要求2所述的无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，其特征在于，所述的第一车辆计算其自身与所述的信息徘徊区域之间的距离，具体为：

所述的第一车辆根据其自身的位置信息和所接收到的广播信息中所包含的锚定区域信息以及锚定半径信息进行计算。

4.根据权利要求2所述的无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，其特征在于，所述的第一车辆根据严格递减阶梯概率函数计算广播信息的传送概率，具体为：

所述的第一车辆根据以下的严格递减阶梯概率函数计算广播信息的传送概率p：

其中，d为第一车辆到信息徘徊区域的距离，r为第一车辆的广播信息的传输范围。

5.根据权利要求2所述的无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，其特征在于，所述的第一车辆根据高斯概率函数计算广播信息的传送概率，具体为：

所述的第一车辆根据以下的高斯概率函数计算广播信息的传送概率p：

$p=e^{-\frac{d^2}{2{\left(2r\right)}^2}},$ 或者 $p=\frac{1}{2r\sqrt{2\mathrm{\π}}}{e}^{-\frac{d^2}{2{\left(2r\right)}^2}};$

其中，d为第一车辆到信息徘徊区域的距离，r为第一车辆的广播信息的传输范围。

6.根据权利要求4或5所述的无线车载自组织网络中进行信息发布的方法，其特征在于，所述的第一车辆根据所述的传送概率将广播信息传送给所述的第二车辆，具体为：

所述的第一车辆决定以概率p将所述的广播信息传送给所述的第二车辆，并决定以概率1－p不重复传送该广播信息。