CN106851765B - 一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法 - Google Patents

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CN106851765B CN201710041027.9A CN201710041027A CN106851765B CN 106851765 B CN106851765 B CN 106851765B CN 201710041027 A CN201710041027 A CN 201710041027A CN 106851765 B CN106851765 B CN 106851765B
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    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明公开了一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法，该方法包括的步骤有：通过周期性广播HELLO报文来构建属于任意一车载节点的邻居集；通过判断是否有新的HELLO报文的加入来增加邻居节点；通过处理邻居节点的期望传输距离、期望传输时间、期望传输速度并结合车载节点收到的紧急安全消息的概率权重，最终获得中继权重；最后，选取排序前三的中继权重对应的邻居节点来转发紧急安全消息。本发明方法解决了城市环境下的车载网络广播的“广播风暴”问题，并能尽可能快的广播紧急安全消息。

Description

一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法
技术领域
本发明涉及城市环境的车载网络，更特别地说，是指一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法。
背景技术
在城市环境的车载网络中，由于车辆密度大，如果一个报文在广播的过程中，如果不限制中继，每个接收到该报文的车辆节点再次广播，这样就会造成短时间内该报文消息在车载网络内大范围的复制和广播，占用大量的带宽，导致网络传输不能正常的运行，甚至彻底瘫痪，这就是“广播风暴”现象。在车载网络中，通常采用减少中继节点的方式来抑制“广播风暴”的现象。
城市环境车载网络的主要应用是通过广播紧急安全消息，并设计协议尽可能快的广播这些安全消息给邻居节点，来提升道路交通的安全性，达到安全驾驶的目的。在真实的城市车载网络环境下，车辆节点的通信往往会由于信号干扰和建筑物的遮挡形成链路状态不稳定的情况，造成信息传输的丢失。在车载网领域，存在许多的无线信道传输模型，例如TwoRayGround模型和Nakagami模型。TwoRayGround译文为双线模型。Nakagami译文为中上模型。
TwoRayGround模型是目前车载网仿真平台最常见的无线信道模型。然而，Nakagami模型由于是根据传输距离递减的形态，更符合车载网无线通信的实际情况。Nakagami的概率密度函数是
Figure BDA0001213167800000011
Γ是伽马函数，x是车辆之间的距离，m是该模型的形状参数，Ω是平均信号功率。参考International Journal of Automation and Computing，August 2012,378-387，《Anadaptive and opportunistic broadcast protocol for vehicular ad hoc networks》。
TwoRayGround模型和Nakagami模型的概率分布如图1所示。图1展示了两种无线信道模型在没有干扰下的距离与接收成功率的关系，TwoRayGround的期望传输距离是250米，在小于250米的情况下传输成功率为1，大于250米的情况下传输成功率为0。然而对于Nakagami模型，m是该模型的形状参数，m的值越大，则Nakagami模型的信道衰退趋势就越明显，图1中列出了在m＝1和m＝3时的信道衰退情况，Nakagami-1是指m＝1的情况，Nakagami-3是指m＝3的情况，可以看出，总体上Nakagami模型的传输成功率随着距离的增加而递减，而且Nakagami-3的衰退幅度要比Nakagami-1明显。由于车载网的无线信道是很容易受到干扰的，因此这种现象更符合车载网的真实环境。
发明内容
为了解决了城市环境下的车载网络广播的“广播风暴”问题，并能尽可能快的广播紧急安全消息，本发明提出了一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法。在车辆节点收到紧急安全消息的相关报文消息时，会遍历其邻居节点集，通过考虑邻居节点的信道衰退和转发概率的参数，确定最优的三个转发中继节点，并采用无线通信的方式将紧急安全消息报文广播出去。
本发明是一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法，其特征在于包括有下列步骤：
步骤一：任意一车载节点Vi周期性广播HELLO报文；
步骤101：任意一车载节点Vi读取前一次广播报文时间
Figure BDA0001213167800000021
步骤102：比较系统时间T系统与前一次广播报文时间
Figure BDA0001213167800000022
若
Figure BDA0001213167800000023
执行步骤103；τ为报文广播周期的时间；
若
Figure BDA0001213167800000024
执行步骤105；
步骤103：在
Figure BDA0001213167800000025
下，
Figure BDA0001213167800000026
为当前广播报文时间，车载节点Vi生成HELLO报文，执行步骤104；
步骤104：所述车载节点Vi广播HELLO报文，执行步骤201；
步骤105：若
Figure BDA0001213167800000027
所述车载节点Vi不生成HELLO报文，返回步骤102；
步骤二：任意一车辆节点Vi更新邻居节点信息；
任意一车辆节点Vi依据接收到的信标HELLO报文来构建属于自己的邻居节点集合
Figure BDA0001213167800000031
步骤201：在一个报文广播周期τ里，任意一车辆节点Vi接收信标HELLO报文，执行步骤202；
步骤202：所述车辆节点Vi从接收到的所有HELLO报文中提取出邻居节点的唯一标识符，并将新增的邻居节点加入属于所述Vi的邻居节点集合
Figure BDA0001213167800000032
中，从而更新所述邻居节点集合
Figure BDA0001213167800000033
得到更新后的邻居节点集合
Figure BDA0001213167800000034
并执行步骤203；
步骤203：所述车辆节点Vi从接收到的所有HELLO报文中提取出车载节点状态信息，并将新增的邻居节点的状态信息加入属于所述Vi的车载节点状态信息集
Figure BDA0001213167800000035
中，从而更新所述车载节点状态信息集
Figure BDA0001213167800000036
得到更新后的车载节点状态信息集合
Figure BDA0001213167800000037
并执行步骤204；
步骤204：由于
Figure BDA0001213167800000038
中存在有邻居节点
Figure BDA0001213167800000039
因此，所述车辆节点Vi能够接收到紧急安全消息msgc，则执行步骤301，否则执行步骤201；
步骤三：任意一车辆节点Vi收到紧急安全消息；
步骤301：任意一车辆节点Vi将接收到的紧急安全消息msgc与属于所述Vi的车辆—消息集
Figure BDA00012131678000000310
进行对比，若所述
Figure BDA00012131678000000311
中已存在相同的msgc，则执行步骤302；若所述
Figure BDA00012131678000000312
中不存在相同的msgc，则执行步骤303；
步骤302：所述车辆节点Vi丢弃接收到的紧急安全消息msgc，并执行步骤301；
步骤303：所述车辆节点Vi把接收到的紧急安全消息msgc添加到自己的车辆—消息集
Figure BDA00012131678000000313
中，执行步骤401；
步骤四：任意一车辆节点Vi处理邻居节点中继权重；
步骤401，任意一车辆节点Vi的地理位置信息记为
Figure BDA00012131678000000314
邻居节点
Figure BDA00012131678000000315
的地理位置信息记为
Figure BDA00012131678000000316
x为经度，y为纬度；而邻居节点
Figure BDA00012131678000000317
的地理位置信息
Figure BDA0001213167800000041
是通过接收到的信标HELLO报文中提取到的；因此，车辆节点Vi会与邻居节点集
Figure BDA0001213167800000042
中各个邻居节点依据两点间距离公式进行相对距离计算，得到相对距离集合为
Figure BDA0001213167800000043
执行步骤402；
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于第一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000044
的距离，记为
Figure BDA0001213167800000045
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于第二个邻居节点
Figure BDA0001213167800000046
的距离，记为
Figure BDA0001213167800000047
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于任意一邻居节点
Figure BDA0001213167800000048
的距离，记为
Figure BDA0001213167800000049
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于最后一个邻居节点
Figure BDA00012131678000000410
的距离，记为
Figure BDA00012131678000000411
步骤402，依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi相对于属于自身的邻居节点集
Figure BDA00012131678000000412
中各个邻居节点之间相对距离的接收成功率构成的集合记为距离间接收成功率集合
Figure BDA00012131678000000413
执行步骤403；
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与第一个邻居节点
Figure BDA00012131678000000414
之间距离的接收成功率，记为
Figure BDA00012131678000000415
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与第二个邻居节点
Figure BDA00012131678000000416
之间距离的接收成功率，记为
Figure BDA00012131678000000417
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与任意一邻居节点
Figure BDA00012131678000000418
之间距离的接收成功率，记为
Figure BDA00012131678000000419
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与最后一个邻居节点
Figure BDA00012131678000000420
之间距离的接收成功率，记为
Figure BDA00012131678000000421
步骤403，计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA00012131678000000422
中每一个邻居节点的期望传输距离，得到期望传输距离集合
Figure BDA00012131678000000423
执行步骤404；
计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000051
的期望传输距离
Figure BDA0001213167800000052
计算属于车辆节点V的第二个邻居节点
Figure BDA0001213167800000053
的期望传输距离
Figure BDA0001213167800000054
计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure BDA0001213167800000055
的期望传输距离
Figure BDA0001213167800000056
u,k为属于车辆节点Vi的另外2个邻居节点标识符，即第u个邻居节点
Figure BDA0001213167800000057
第k个邻居节点
Figure BDA0001213167800000058
且u,k为位于邻居节点标识号j之前的邻居节点；
计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000059
的期望传输距离
Figure BDA00012131678000000510
步骤404：计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA00012131678000000511
中每一个邻居节点的期望传输时间，得到期望传输时间集合
Figure BDA00012131678000000512
执行步骤405；
计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA00012131678000000513
的期望传输时间
Figure BDA00012131678000000514
计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure BDA00012131678000000515
的期望传输时间
Figure BDA00012131678000000516
计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure BDA00012131678000000517
的期望传输时间
Figure BDA00012131678000000518
计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA00012131678000000519
的期望传输时间
Figure BDA00012131678000000520
步骤405：计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA0001213167800000061
中每一个邻居节点的期望传输速度，得到期望传输速度集合
Figure BDA0001213167800000062
执行步骤406；
计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000063
的期望传输速度
Figure BDA0001213167800000064
计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure BDA0001213167800000065
的期望传输速度
Figure BDA0001213167800000066
计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure BDA0001213167800000067
的期望传输速度
Figure BDA0001213167800000068
计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000069
的期望传输速度
步骤406：计算属于车辆节点Vi收到的紧急安全消息msgc的概率权重
Figure BDA00012131678000000611
步骤407：依据步骤406得到的概率权重
Figure BDA00012131678000000612
来计算属于所述车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA00012131678000000613
中每个邻居节点转发紧急安全消息msgc的转发概率，得到消息—转发概率集
Figure BDA00012131678000000614
执行步骤408；
依据步骤406得到的概率权重
Figure BDA00012131678000000615
来计算车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA00012131678000000616
的消息—转发概率为
Figure BDA00012131678000000617
依据步骤406得到的概率权重
Figure BDA00012131678000000618
来计算车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure BDA00012131678000000619
的消息—转发概率为
Figure BDA0001213167800000071
依据步骤406得到的概率权重
Figure BDA0001213167800000072
来计算车辆节点Vi的任意一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000073
的消息—转发概率为
Figure BDA0001213167800000074
R通信是车载网环境下车辆节点的通信距离；
计算车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000075
的消息—转发概率为
Figure BDA0001213167800000076
步骤408：根据所述的
Figure BDA0001213167800000077
和所述的
Figure BDA0001213167800000078
来计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA0001213167800000079
中每一个邻居节点在转发紧急安全消息msgc的转发权重，得到中继权重集合为
Figure BDA00012131678000000710
执行步骤501；
根据期望传输速度
Figure BDA00012131678000000711
和消息—转发概率为
Figure BDA00012131678000000712
来计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA00012131678000000713
的中继权重为
Figure BDA00012131678000000714
根据期望传输速度
Figure BDA00012131678000000715
和消息—转发概率为
Figure BDA00012131678000000716
来计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure BDA00012131678000000717
的中继权重为
Figure BDA00012131678000000718
根据期望传输速度
Figure BDA00012131678000000719
和消息—转发概率为
Figure BDA00012131678000000720
来计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure BDA00012131678000000721
的转发紧急安全消息msgc的转发权重为
Figure BDA00012131678000000722
根据期望传输速度
Figure BDA0001213167800000081
和消息—转发概率为
Figure BDA0001213167800000082
来计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000083
的中继权重为
Figure BDA0001213167800000084
步骤五：任意一车辆节点指定转发中继节点；
步骤501：车辆节点Vi采用从大到小对所有邻居节点的中继权重
Figure BDA0001213167800000085
进行排序，得到排序后的邻居节点权重集
Figure BDA0001213167800000086
执行步骤502；
步骤502：选取位于所述
Figure BDA0001213167800000087
前三的中继权重对应的邻居节点，作为车辆节点Vi执行广播紧急安全消息msgc的过程，执行步骤503；
步骤503：若此时广播过程结束，则终止所有步骤，否则车辆节点Vi执行步骤301。
本发明车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法的优点在于：
①采用Nakagami模型作为本发明针对紧急安全消息的接收成功率的计算，，使得本发明进行中继节点优选过程更加符合车载网的真实情况。
②本发明采用期望传输速度使得中继节点更靠近源节点，使得邻居节点之间的通信具备更高的接收成功率，解决了邻居节点间距离较远带来的传输成功率低的问题。③本发明选取中继权重值前三对应的邻居节点作为中继节点进行紧急安全消息的传输，提高了紧急安全消息的传输可靠性。
④采用本发明的中继节点的优选方法，能够以最小的代价减小转发节点的数目，解决了“广播风暴”的问题。
附图说明
图1是TwoRayGround模型和Nakagami模型的距离与接收成功率的概率分布图。
图2是车辆行驶道路场景示意图。
图3是本发明车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法的流程图。
图4是本发明中多种协议进行报文广播的时延对比图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
在城市环境的车载网络中，存在有多个车辆汇成车辆集Vehicle，单个车辆记为V，车辆集Vehicle采用集合的形式记为Vehicle＝{V1,V2,…,Vi,…,VA}，其中：
V1表示城市环境中的第一辆车；
V2表示城市环境中的第二辆车；
Vi表示城市环境中的任意一辆车，i表示车辆的标识号；在本发明中，在车载网络中任意一辆车也称为一个车载节点；
VA表示城市环境中的最后一辆车；A表示城市环境的车载网络中车辆总数。
在城市环境的车载网络中，所述任意一车载节点Vi的地理位置信息记为
Figure BDA0001213167800000091
x为经度，y为纬度。
在城市环境的车载网络中，对于任意一车载节点Vi来说，一跳范围内的车载节点都属于所述Vi的邻居节点，因此所述Vi的邻居节点集采用集合的形式记为
Figure BDA0001213167800000092
其中：
Figure BDA0001213167800000093
表示属于所述车载节点Vi的第一个邻居节点；
Figure BDA0001213167800000094
表示属于所述车载节点Vi的第二个邻居节点；
Figure BDA0001213167800000095
表示属于所述车载节点Vi的任意一个邻居节点，j表示邻居节点的标识号；
Figure BDA0001213167800000096
表示属于所述车载节点Vi的最后一个邻居节点；E表示属于所述车载节点Vi的邻居节点的总数，且E＜A。
在城市环境的车载网络中，属于Vi的任意一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000097
的地理位置信息记为
Figure BDA0001213167800000098
x为经度，y为纬度。
在本发明中，所要解决的技术问题是如何选取合适的中继节点来传输紧急安全消息。车辆在行驶过程中由于紧急情况比如车辆碰撞、紧急变道、突变天气等因素产生的紧急事件而发送的安全消息，则称为“紧急安全消息”。所述紧急安全消息具有突发性、不可预知性以及破坏性强等特点。这类消息往往是由产生碰撞的车辆或者是距离出事地点最近的车辆首先发出，由于产生这类交通事件直接影响到了驾驶员和行人的生命安全，因此紧急安全消息对于传输的时间和可靠性的要求都比较高。在城市环境的车载网络中，多条紧急安全消息汇成的紧急安全消息集MSG，单条紧急安全消息记为msg，所述紧急安全消息集MSG采用集合的形式记为MSG＝{msg1,msg2,…,msgc,…,msgC}，其中：
msg1表示城市环境的车载网络中的第一条紧急安全消息；
msg2表示城市环境的车载网络中的第二条紧急安全消息；
msgc表示城市环境的车载网络中的任意一条紧急安全消息；c表示紧急安全消息的标识号；为了方便说明，令紧急安全消息msgc是由邻居节点
Figure BDA00012131678000001011
发出的。
msgC表示城市环境的车载网络中的最后一条紧急安全消息；C表示城市环境的车载网络中紧急安全消息的总数。
在本发明中，紧急安全消息集MSG＝{msg1,msg2,…,msgc,…,msgC}中的各个消息之间没有重复，即每条消息的内容均不同。
在城市环境的车载网络中，广播任意一条紧急安全消息msgc需经过多条道路，因此道路—消息集
Figure BDA0001213167800000101
采用集合的形式记为
Figure BDA0001213167800000102
其中：
Figure BDA0001213167800000103
表示广播紧急安全消息msgc经过的第一条道路；
Figure BDA0001213167800000104
表示广播紧急安全消息msgc经过的第二条道路；
Figure BDA0001213167800000105
表示广播紧急安全消息msgc经过的任意一条道路，h表示所述msgc经过的道路的标识号；
Figure BDA0001213167800000106
表示广播紧急安全消息msgc经过的最后一条道路；H表示广播紧急安全消息msgc经过的道路的总条数，且H＜B。
在城市环境的车载网络中，任意一车载节点Vi能够接收到多条紧急安全消息msg，因此车辆—消息集
Figure BDA0001213167800000107
采用集合的形式记为
Figure BDA0001213167800000108
其中：
Figure BDA0001213167800000109
表示车辆节点Vi接收到的第一条紧急安全消息；
Figure BDA00012131678000001010
表示车辆节点Vi接收到的第二条紧急安全消息；
Figure BDA0001213167800000111
表示车辆节点Vi接收到的任意一条紧急安全消息，d表示车辆—消息的标识号；
Figure BDA0001213167800000112
表示车辆节点Vi接收到的最后一条紧急安全消息，D表示城市环境的车载网络中车辆节点Vi接收到的紧急安全消息的总条数，D＜C。
在本发明中，以周期性报文的形式来构建城市环境的车载网络的拓扑结构。本发明中应用到的报文为信标HELLO报文。所述信标HELLO报文的格式为五列多行表格形式。
Figure BDA0001213167800000113
Figure BDA0001213167800000114
表示在城市环境的车载网络中信标HELLO报文对应的任意一车载节点Vi的唯一标识符；
Figure BDA0001213167800000115
表示任意一车载节点Vi广播信标报文HELLO的时间，简称报文广播时间；
Figure BDA0001213167800000116
表示任意一车载节点Vi在报文广播时间
Figure BDA0001213167800000117
时的速度；
Figure BDA0001213167800000118
表示任意一车载节点Vi在报文广播时间
Figure BDA0001213167800000119
时所在的道路，
Figure BDA00012131678000001110
在城市环境的车载网络中，存在有多条道路汇成的道路集Road，记为道路R，所述道路集Road采用集合的形式记为Road＝{R1,R2,…,Rb,…,RB}，其中：
R1表示城市环境中的第一条道路；
R2表示城市环境中的第二条道路；
Rb表示城市环境中的任意一条道路；b表示道路的标识号；
RB表示城市环境中的最后一条道路；B表示城市环境的车载网络中道路总条数。
Figure BDA00012131678000001111
表示任意一车载节点Vi在报文广播时间
Figure BDA00012131678000001112
时的地理位置信息，x为经度，y为纬度。
在本发明中，在城市环境的车载网络中，一条信标HELLO报文就是一个车载节点的状态报告信息，在信标HELLO报文中包含了车载节点在车载自组织网络中全局唯一的标识符
Figure BDA00012131678000001113
用来唯一的标识此车载节点；报文广播时间
Figure BDA00012131678000001114
也是报文时间戳，同一个车辆节点前后两次广播信标HELLO报文的时间间隔称为报文广播周期，在本发明中定义为τ。
在城市环境的车载网络中，车载节点Vi的所有邻居车辆构成了其的邻居节点集
Figure BDA00012131678000001115
车辆之间通过广播信标HELLO报文的方式构建自己的邻居节点集合。Vi接收到
Figure BDA0001213167800000121
的广播报文中携带的车载节点状态信息记为
Figure BDA0001213167800000122
Vi接收到
Figure BDA0001213167800000123
的广播报文中携带的车载节点状态信息记为
Figure BDA0001213167800000124
Vi接收到
Figure BDA0001213167800000125
的广播报文中携带的车载节点状态信息记为
Figure BDA0001213167800000126
Vi接收到
Figure BDA0001213167800000127
的广播报文中携带的车载节点状态信息记为
Figure BDA0001213167800000128
车载节点Vi接收到的所有邻居节点的车载状态信息记为车载节点状态信息集
Figure BDA0001213167800000129
即
Figure BDA00012131678000001210
在城市环境的车载网络中，根据车辆的行使轨迹，计算出道路之间的流量转移，如图2所示，假设道路Rb上有100辆车，其中16辆来自道路R1、21辆来自道路R2、63辆来自道路其他，则对于道路Rb的流量来源的比例记录如下：
Figure BDA00012131678000001211
车辆流量占比记为Flow，道路Rb上的车辆来源于道路R1上的车辆的流量占比
Figure BDA00012131678000001212
(简称为R1到Rb的车辆流量占比)，道路Rb上的车辆来源于道路R2上的车辆的流量占比
Figure BDA00012131678000001213
(简称为R2到Rb的车辆流量占比)。
在城市环境的车载网络中，对于单次广播紧急安全消息的报文过程，从源节点(记为V源，V源∈Vehicle)启动广播过程，到达目的节点(记为V目的，V目的∈Vehicle)收到广播的报文的时间，称为一次广播时延周期，记为One Time Transmission(OTT)，这个时间是反映广播速度的变量，一次广播时延周期通常由三部分组成，首先是节点竞争信道时间，记为To，其次是报文的传输时延，记为Tq，它包括协议头部(报文头部)传输时间和报文有效数据负载传输时间；最后是报文消息的广播时间，记为Tp，是报文在无线信道中的传播时间，由于无线信道通常都是电磁波，因此在光速传播下这个时间很小，几乎可以忽略不计。因此OTT的计算为三个时间之和OTT＝To+Tq+Tp。
参见图3所示，本发明的一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法，包括有下列步骤：
步骤一：任意一车载节点Vi周期性广播HELLO报文；
在本发明中，城市环境的车载网络的系统时间记为T系统，并在车载网络系统中记录任意一车载节点Vi每次广播信标HELLO报文的时间。即车载节点Vi当前广播HELLO报文的时间记为
Figure BDA0001213167800000131
(简称为当前广播报文时间)，车载节点Vi位于所述
Figure BDA0001213167800000132
时间之前广播HELLO报文的时间记为
Figure BDA0001213167800000133
(简称为前一次广播报文时间)，车载节点Vi位于所述
Figure BDA0001213167800000134
时间之后广播HELLO报文的时间记为
Figure BDA0001213167800000135
(简称为下一次广播报文时间)，所述
Figure BDA0001213167800000136
所述
Figure BDA0001213167800000137
和所述
Figure BDA0001213167800000138
都属于报文广播时间
Figure BDA0001213167800000139
里的一个时刻。报文广播周期的时间记为τ，单位为秒。
步骤101：任意一车载节点Vi读取
Figure BDA00012131678000001310
时间；
步骤102：比较T系统与
Figure BDA00012131678000001311
若
Figure BDA00012131678000001312
执行步骤103；
若
Figure BDA00012131678000001313
执行步骤105；
步骤103：在
Figure BDA00012131678000001314
车载节点Vi生成HELLO报文，执行步骤104；
步骤104：所述车载节点Vi广播HELLO报文，执行步骤201；
步骤105：若
Figure BDA00012131678000001315
所述车载节点Vi不生成HELLO报文，返回步骤102。
举例，广播HELLO报文的周期时间τ为100秒广播1次，若系统时间T系统为北京时间(24小时制)8:31:00秒，前一次广播报文时间
Figure BDA00012131678000001316
为8:30:00秒，即所述
Figure BDA00012131678000001317
时间之后广播HELLO报文的时间应该为
Figure BDA00012131678000001318
秒，由于
Figure BDA00012131678000001319
在T系统之前且T系统在
Figure BDA00012131678000001320
之前(即
Figure BDA00012131678000001321
)，故在当前的系统时间T系统里，车载节点Vi不生成HELLO报文。
举例，广播HELLO报文的周期时间τ为100秒广播1次，若系统时间T系统为北京时间(24小时制)8:31:42秒，前一次广播报文时间
Figure BDA00012131678000001322
为8:30:00秒，即所述
Figure BDA00012131678000001323
时间之后广播HELLO报文的时间应该为
Figure BDA00012131678000001324
秒，由于
Figure BDA00012131678000001325
在T系统之前且T系统在
Figure BDA00012131678000001326
之后(即
Figure BDA00012131678000001327
)，故在当前的系统时间T系统里，车载节点Vi生成HELLO报文。
步骤二：任意一车辆节点Vi更新邻居节点信息；
在本发明中，任意一车辆节点Vi依据接收到的信标HELLO报文来构建属于自己的邻居节点集合
Figure BDA0001213167800000141
因此，在前一个报文广播周期里能够构成属于所述Vi的邻居节点集合记为
Figure BDA0001213167800000142
因此，在当前的一个报文广播周期里能够构成属于所述Vi的邻居节点集合记为
Figure BDA0001213167800000143
因此，在前一个报文广播周期里能够构成属于所述Vi的车载节点状态信息集记为
Figure BDA0001213167800000144
因此，在当前的一个报文广播周期里能够构成属于所述Vi的车载节点状态信息集记为
Figure BDA0001213167800000145
步骤201：在一个报文广播周期τ里，任意一车辆节点Vi接收信标HELLO报文，并执行步骤202；
步骤202：所述车辆节点Vi从接收到的所有HELLO报文中提取出邻居节点的唯一标识符，并将新增的邻居节点加入属于所述Vi的邻居节点集合
Figure BDA0001213167800000146
中，从而更新所述邻居节点集合
Figure BDA0001213167800000147
得到更新后的邻居节点集合
Figure BDA0001213167800000148
并执行步骤203；
步骤203：所述车辆节点Vi从接收到的所有HELLO报文中提取出车载节点状态信息，并将新增的邻居节点的状态信息加入属于所述Vi的车载节点状态信息集
Figure BDA0001213167800000149
中，从而更新所述车载节点状态信息集
Figure BDA00012131678000001410
得到更新后的车载节点状态信息集合
Figure BDA00012131678000001411
并执行步骤204；
步骤204：由于
Figure BDA00012131678000001412
中存在有邻居节点
Figure BDA00012131678000001413
因此，所述车辆节点Vi能够接收到紧急安全消息msgc，则执行步骤301，否则执行步骤201；
步骤三：任意一车辆节点Vi收到紧急安全消息；
步骤301：任意一车辆节点Vi将接收到的紧急安全消息msgc与属于所述Vi的车辆—消息集
Figure BDA0001213167800000151
进行对比，若所述
Figure BDA0001213167800000152
中已存在相同的msgc，则执行步骤302；若所述
Figure BDA0001213167800000153
中不存在相同的msgc，则执行步骤303；
步骤302：所述车辆节点Vi丢弃接收到的紧急安全消息msgc，若此时广播过程结束，则终止所有步骤，否则并执行步骤301；
步骤303：所述车辆节点Vi把接收到的紧急安全消息msgc添加到自己的车辆—消息集
Figure BDA00012131678000001520
中，执行步骤401；
步骤四：任意一车辆节点Vi处理邻居节点中继权重；
步骤401：在本发明中，任意一车辆节点Vi的地理位置信息记为
Figure BDA0001213167800000154
邻居节点
Figure BDA0001213167800000155
的地理位置信息记为
Figure BDA0001213167800000156
x为经度，y为纬度；而邻居节点
Figure BDA0001213167800000157
的地理位置信息
Figure BDA0001213167800000158
是通过接收到的信标HELLO报文中提取到的。因此，车辆节点Vi会与邻居节点集
Figure BDA0001213167800000159
中各个邻居节点依据两点间距离公式进行相对距离计算，得到相对距离集合为
Figure BDA00012131678000001510
执行步骤402；
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于第一个邻居节点
Figure BDA00012131678000001511
的距离，记为
Figure BDA00012131678000001512
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于第二个邻居节点
Figure BDA00012131678000001513
的距离，记为
Figure BDA00012131678000001514
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于任意一邻居节点
Figure BDA00012131678000001515
的距离，记为
Figure BDA00012131678000001516
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于最后一个邻居节点
Figure BDA00012131678000001517
的距离，记为
Figure BDA00012131678000001518
在本发明的计算车辆节点Vi相对属于自身的邻居节点集
Figure BDA00012131678000001519
的相对距离中，需要遍历完成所有的邻居节点之后，才能进行一下步的处理。本文中若非说明，均要对邻居节点进行全部遍历。
步骤402，依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi相对于属于自身的邻居节点集
Figure BDA0001213167800000161
中各个邻居节点之间相对距离的接收成功率构成的集合记为距离间接收成功率集合
Figure BDA0001213167800000162
执行步骤403；
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与第一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000163
之间距离的接收成功率，记为
Figure BDA0001213167800000164
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与第二个邻居节点
Figure BDA0001213167800000165
之间距离的接收成功率，记为
Figure BDA0001213167800000166
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与任意一邻居节点
Figure BDA0001213167800000167
之间距离的接收成功率，记为
Figure BDA0001213167800000168
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与最后一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000169
之间距离的接收成功率，记为
Figure BDA00012131678000001610
步骤403，计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA00012131678000001611
中每一个邻居节点的期望传输距离，得到期望传输距离集合
Figure BDA00012131678000001612
执行步骤404；
计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA00012131678000001613
的期望传输距离
Figure BDA00012131678000001614
计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure BDA00012131678000001615
的期望传输距离
Figure BDA00012131678000001616
计算属于车辆节点Vi的第三个邻居节点
Figure BDA00012131678000001617
的期望传输距离
Figure BDA00012131678000001618
在本发明中，列出第三个邻居节点
Figure BDA00012131678000001619
的期望传输距离是为了说明累加的形式。
计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure BDA00012131678000001620
的期望传输距离
Figure BDA00012131678000001621
在本发明中，u,k为属于车辆节点Vi的另外2个邻居节点标识符，即邻居节点
Figure BDA0001213167800000171
邻居节点
Figure BDA0001213167800000172
且u,k为位于邻居节点标识号j之前的邻居节点。
计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000173
的期望传输距离
Figure BDA0001213167800000174
步骤404：计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA0001213167800000175
中每一个邻居节点的期望传输时间，得到期望传输时间集合
Figure BDA0001213167800000176
执行步骤405；
计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000177
的期望传输时间
Figure BDA0001213167800000178
计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure BDA0001213167800000179
的期望传输时间
Figure BDA00012131678000001710
计算属于车辆节点Vi的第三个邻居节点
Figure BDA00012131678000001711
的期望传输时间
Figure BDA00012131678000001712
计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure BDA00012131678000001713
的期望传输时间
Figure BDA00012131678000001714
计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA00012131678000001715
的期望传输时间
Figure BDA00012131678000001716
步骤405：计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA00012131678000001717
中每一个邻居节点的期望传输速度，得到期望传输速度集合
Figure BDA00012131678000001718
执行步骤406；
计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000181
的期望传输速度
Figure BDA0001213167800000182
计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure BDA0001213167800000183
的期望传输速度
Figure BDA0001213167800000184
计算属于车辆节点Vi的第三个邻居节点
Figure BDA0001213167800000185
的期望传输速度
Figure BDA0001213167800000186
计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure BDA0001213167800000187
的期望传输速度
Figure BDA0001213167800000188
计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000189
的期望传输速度
Figure BDA00012131678000001810
步骤406：计算属于车辆节点Vi收到的紧急安全消息msgc的概率权重
Figure BDA00012131678000001811
步骤407：依据步骤406得到的概率权重
Figure BDA00012131678000001812
来计算属于所述车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA00012131678000001813
中每个邻居节点转发紧急安全消息msgc的转发概率，得到消息—转发概率集
Figure BDA00012131678000001814
执行步骤408；
依据步骤406得到的概率权重
Figure BDA00012131678000001815
来计算车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA00012131678000001816
的消息—转发概率为
Figure BDA00012131678000001817
R通信是车载网环境下车辆节点的通信距离；
依据步骤406得到的概率权重
Figure BDA00012131678000001818
来计算车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure BDA00012131678000001819
的消息—转发概率为
Figure BDA0001213167800000191
依据步骤406得到的概率权重
Figure BDA0001213167800000192
来计算属于所述车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA0001213167800000193
中每个邻居节点转发紧急安全消息msgc的转发概率，即消息—转发概率为
Figure BDA0001213167800000194
依据步骤406得到的概率权重
Figure BDA0001213167800000195
来计算车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000196
的消息—转发概率为
Figure BDA0001213167800000197
步骤408：根据所述的
Figure BDA0001213167800000198
和所述的
Figure BDA0001213167800000199
来计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure BDA00012131678000001910
中每一个邻居节点在转发紧急安全消息msgc的转发权重，得到中继权重集合为
Figure BDA00012131678000001911
执行步骤501；
根据期望传输速度
Figure BDA00012131678000001912
和消息—转发概率为
Figure BDA00012131678000001913
来计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure BDA00012131678000001914
的中继权重为
Figure BDA00012131678000001915
根据期望传输速度
Figure BDA00012131678000001916
和消息—转发概率为
Figure BDA00012131678000001917
来计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure BDA00012131678000001918
的中继权重为
Figure BDA00012131678000001919
根据期望传输速度
Figure BDA00012131678000001920
和消息—转发概率为
Figure BDA00012131678000001921
来计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure BDA00012131678000001922
的转发紧急安全消息msgc的转发权重为
Figure BDA00012131678000001923
根据期望传输速度
Figure BDA0001213167800000201
和消息—转发概率为
Figure BDA0001213167800000202
来计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure BDA0001213167800000203
的中继权重为
Figure BDA0001213167800000204
步骤五：任意一车辆节点指定转发中继节点；
步骤501：车辆节点Vi采用从大到小对所有邻居节点的中继权重
Figure BDA0001213167800000205
进行排序，得到排序后的邻居节点权重集
Figure BDA0001213167800000206
执行步骤502；
步骤502：选取位于所述
Figure BDA0001213167800000207
前三的中继权重对应的邻居节点，作为车辆节点Vi执行广播紧急安全消息msgc的过程，执行步骤503；
步骤503：若此时广播过程结束，则终止所有步骤，否则车辆节点Vi执行步骤301。
实施例1
本发明通过在车载网络仿真软件NS2(Network Simulator)上进行模拟实验，配置的仿真参数如下：
Figure BDA0001213167800000211
本发明的对比试验有p-persistent协议(译文为P坚持协议)，即邻居节点以任意的概率P广播，以1-P不广播；flooding协议(译文为洪泛广播协议)，即每个收到紧急安全消息的节点都会广播；SRP协议(译文为最近节点限制协议)，一种基于最远最优先的路由协议，即距离源车辆节点越远的车辆节点转发的概率越高，实验结果如图4所示。
有效时延是指紧急安全消息在广播到2km距离范围所需要的时间，是最能反映紧急安全消息传播速度的参数。SPR路由协议采用的是最远最优先的策略，在低密度的情况下其传播的时延最小。随着车辆密度的增加，紧急安全消息碰撞加剧，信道拥堵也会加大，极端情况下就会造成报文的丢失。而本发明选取的中继都是基于位置和速度最优的邻居节点，且中继节点较少，信道碰撞的概率就会偏小，因此由于车辆密度加大造成的时延上升并不明显。本发明中提出的紧急安全消息的传输中继节点优选方法相比较于洪泛广播协议，在广播时延上减少了21％；与P坚持协议相比，广播时延减少了22％；与最近节点限制协议相比，广播时延减少了8％，因此本发明的紧急安全消息的传输中继节点优选方法在降低广播时延上效果显著。
本发明是一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法，所要解决的是如何提高紧急安全消息的转发成功率的技术问题，该方法通过对邻居节点的期望传输距离、期望传输时间、期望传输速度并结合车载节点收到的紧急安全消息的概率权重，最终获得中继权重；最后，选取排序前三的中继权重对应的邻居节点来转发紧急安全消息的技术手段，从而解决了城市环境下的车载网络广播的“广播风暴”问题，达到快速的广播紧急安全消息的技术效果。

Claims (1)

1.一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法，其特征在于包括有下列步骤：
步骤一：任意一车辆节点Vi周期性广播HELLO报文；
步骤101：任意一车辆节点Vi读取前一次广播报文时间
Figure FDA0002418200020000011
步骤102：比较系统时间T系统与前一次广播报文时间
Figure FDA0002418200020000012
若
Figure FDA0002418200020000013
执行步骤103；τ为报文广播周期的时间；
若
Figure FDA0002418200020000014
执行步骤105；
步骤103：在
Figure FDA0002418200020000015
下，
Figure FDA0002418200020000016
为当前广播报文时间，车辆节点Vi生成HELLO报文，执行步骤104；
步骤104：所述车辆节点Vi广播HELLO报文，执行步骤201；
步骤105：若
Figure FDA0002418200020000017
所述车辆节点Vi不生成HELLO报文，返回步骤102；
步骤二：任意一车辆节点Vi更新邻居节点信息；
任意一车辆节点Vi依据接收到的信标HELLO报文来构建属于自己的邻居节点集合
Figure FDA0002418200020000018
步骤201：在一个报文广播周期τ里，任意一车辆节点Vi接收信标HELLO报文，执行步骤202；
步骤202：所述车辆节点Vi从接收到的所有HELLO报文中提取出邻居节点的唯一标识符，并将新增的邻居节点加入属于所述Vi的邻居节点集合
Figure FDA0002418200020000019
中，从而更新所述邻居节点集合
Figure FDA00024182000200000110
得到更新后的邻居节点集合
Figure FDA00024182000200000111
并执行步骤203；
步骤203：所述车辆节点Vi从接收到的所有HELLO报文中提取出车辆节点状态信息，并将新增的邻居节点的状态信息加入属于所述Vi的车辆节点状态信息集
Figure FDA00024182000200000112
中，从而更新所述车辆节点状态信息集
Figure FDA00024182000200000113
得到更新后的车辆节点状态信息集合
Figure FDA0002418200020000021
并执行步骤204；
步骤204：由于
Figure FDA0002418200020000022
中存在有邻居节点
Figure FDA0002418200020000023
因此，所述车辆节点Vi能够接收到紧急安全消息msgc，则执行步骤301，否则执行步骤201；
步骤三：任意一车辆节点Vi收到紧急安全消息；
步骤301：任意一车辆节点Vi将接收到的紧急安全消息msgc与属于所述Vi的车辆—消息集
Figure FDA0002418200020000024
进行对比，若所述
Figure FDA0002418200020000025
中已存在相同的msgc，则执行步骤302；若所述
Figure FDA0002418200020000026
中不存在相同的msgc，则执行步骤303；
步骤302：所述车辆节点Vi丢弃接收到的紧急安全消息msgc，并执行步骤301；
步骤303：所述车辆节点Vi把接收到的紧急安全消息msgc添加到自己的车辆—消息集
Figure FDA0002418200020000027
中，执行步骤401；
步骤四：任意一车辆节点Vi处理邻居节点中继权重；
步骤401，任意一车辆节点Vi的地理位置信息记为
Figure FDA0002418200020000028
邻居节点
Figure FDA0002418200020000029
的地理位置信息记为
Figure FDA00024182000200000210
x为经度，y为纬度；而邻居节点
Figure FDA00024182000200000211
的地理位置信息
Figure FDA00024182000200000212
是通过接收到的信标HELLO报文中提取到的；因此，车辆节点Vi会与邻居节点集
Figure FDA00024182000200000213
中各个邻居节点依据两点间距离公式进行相对距离计算，得到相对距离集合为
Figure FDA00024182000200000214
执行步骤402；
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于第一个邻居节点
Figure FDA00024182000200000215
的距离，记为
Figure FDA00024182000200000216
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于第二个邻居节点
Figure FDA00024182000200000217
的距离，记为
Figure FDA00024182000200000218
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于任意一邻居节点
Figure FDA00024182000200000219
的距离，记为
Figure FDA00024182000200000220
依据两点间距离公式计算车辆节点Vi相对于最后一个邻居节点
Figure FDA00024182000200000221
的距离，记为
Figure FDA00024182000200000222
步骤402，依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi相对于属于自身的邻居节点集
Figure FDA0002418200020000031
中各个邻居节点之间相对距离的接收成功率构成的集合记为距离间接收成功率集合
Figure FDA0002418200020000032
执行步骤403；
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与第一个邻居节点
Figure FDA0002418200020000033
之间距离的接收成功率，记为
Figure FDA0002418200020000034
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与第二个邻居节点
Figure FDA0002418200020000035
之间距离的接收成功率，记为
Figure FDA0002418200020000036
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与任意一邻居节点
Figure FDA0002418200020000037
之间距离的接收成功率，记为
Figure FDA0002418200020000038
依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点Vi与最后一个邻居节点
Figure FDA0002418200020000039
之间距离的接收成功率，记为
Figure FDA00024182000200000310
步骤403，计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure FDA00024182000200000311
中每一个邻居节点的期望传输距离，得到期望传输距离集合
Figure FDA00024182000200000312
执行步骤404；
计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure FDA00024182000200000313
的期望传输距离
Figure FDA00024182000200000314
计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure FDA00024182000200000315
的期望传输距离
Figure FDA00024182000200000316
计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure FDA00024182000200000317
的期望传输距离
Figure FDA00024182000200000318
u,k为属于车辆节点Vi的另外2个邻居节点标识符，即第u个邻居节点
Figure FDA00024182000200000319
第k个邻居节点
Figure FDA00024182000200000320
且u,k为位于邻居节点标识号j之前的邻居节点；
计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure FDA0002418200020000041
的期望传输距离
Figure FDA0002418200020000042
步骤404：计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure FDA0002418200020000043
中每一个邻居节点的期望传输时间，得到期望传输时间集合
Figure FDA0002418200020000044
执行步骤405；
计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure FDA0002418200020000045
的期望传输时间
Figure FDA0002418200020000046
Figure FDA0002418200020000047
为车辆节点Vi到第一个邻居节点
Figure FDA0002418200020000048
的一次广播时延周期；
计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure FDA0002418200020000049
的期望传输时间
Figure FDA00024182000200000410
Figure FDA00024182000200000411
为车辆节点Vi到第二个邻居节点
Figure FDA00024182000200000412
的一次广播时延周期；
计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure FDA00024182000200000413
的期望传输时间
Figure FDA00024182000200000414
Figure FDA00024182000200000415
为车辆节点Vi到任意一邻居节点
Figure FDA00024182000200000416
的一次广播时延周期；
计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure FDA00024182000200000417
的期望传输时间
Figure FDA00024182000200000418
Figure FDA00024182000200000419
为车辆节点Vi到最后一个邻居节点
Figure FDA00024182000200000420
的一次广播时延周期；
步骤405：计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure FDA00024182000200000421
中每一个邻居节点的期望传输速度，得到期望传输速度集合
Figure FDA00024182000200000422
执行步骤406；
计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure FDA00024182000200000423
的期望传输速度
Figure FDA0002418200020000051
计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure FDA0002418200020000052
的期望传输速度
Figure FDA0002418200020000053
计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure FDA0002418200020000054
的期望传输速度
Figure FDA0002418200020000055
计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure FDA0002418200020000056
的期望传输速度
Figure FDA0002418200020000057
步骤406：计算属于车辆节点Vi收到的紧急安全消息msgc的概率权重
Figure FDA0002418200020000058
Figure FDA0002418200020000059
为属于车辆节点Vi收到的紧急安全消息msgc中道路R2上的车辆来源于道路R1上的车辆的流量占比；
Figure FDA00024182000200000510
为属于车辆节点Vi收到的紧急安全消息msgc中道路R3上的车辆来源于道路R2上的车辆的流量占比；
Figure FDA00024182000200000511
为属于车辆节点Vi收到的紧急安全消息msgc中道路RH上的车辆来源于道路RH-1上的车辆的流量占比；
步骤407：依据步骤406得到的概率权重
Figure FDA00024182000200000512
来计算属于所述车辆节点Vi的邻居节点集
Figure FDA00024182000200000513
中每个邻居节点转发紧急安全消息msgc的转发概率，得到消息—转发概率集
Figure FDA00024182000200000514
执行步骤408；
依据步骤406得到的概率权重
Figure FDA00024182000200000515
来计算车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure FDA00024182000200000516
的消息—转发概率为
Figure FDA00024182000200000517
R通信是车载网环境下车辆节点的通信距离；
依据步骤406得到的概率权重
Figure FDA0002418200020000061
来计算车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure FDA0002418200020000062
的消息—转发概率为
Figure FDA0002418200020000063
依据步骤406得到的概率权重
Figure FDA0002418200020000064
来计算车辆节点Vi的任意一个邻居节点
Figure FDA0002418200020000065
的消息—转发概率为
Figure FDA0002418200020000066
R通信是车载网环境下车辆节点的通信距离；
计算车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure FDA0002418200020000067
的消息—转发概率为
Figure FDA0002418200020000068
步骤408：根据所述的
Figure FDA0002418200020000069
和所述的
Figure FDA00024182000200000610
来计算属于车辆节点Vi的邻居节点集
Figure FDA00024182000200000611
中每一个邻居节点在转发紧急安全消息msgc的转发权重，得到中继权重集合为
Figure FDA00024182000200000612
执行步骤501；
根据期望传输速度
Figure FDA00024182000200000613
和消息—转发概率为
Figure FDA00024182000200000614
来计算属于车辆节点Vi的第一个邻居节点
Figure FDA00024182000200000615
的中继权重为
Figure FDA00024182000200000616
根据期望传输速度
Figure FDA00024182000200000617
和消息—转发概率为
Figure FDA00024182000200000618
来计算属于车辆节点Vi的第二个邻居节点
Figure FDA00024182000200000619
的中继权重为
Figure FDA00024182000200000620
根据期望传输速度
Figure FDA00024182000200000621
和消息—转发概率为
Figure FDA0002418200020000071
来计算属于车辆节点Vi的任意一邻居节点
Figure FDA0002418200020000072
的转发紧急安全消息msgc的转发权重为
Figure FDA0002418200020000073
根据期望传输速度
Figure FDA0002418200020000074
和消息—转发概率为
Figure FDA0002418200020000075
来计算属于车辆节点Vi的最后一个邻居节点
Figure FDA0002418200020000076
的中继权重为
Figure FDA0002418200020000077
步骤五：任意一车辆节点指定转发中继节点；
步骤501：车辆节点Vi采用从大到小对所有邻居节点的中继权重
Figure FDA0002418200020000078
进行排序，得到排序后的邻居节点权重集
Figure FDA0002418200020000079
执行步骤502；
步骤502：选取位于所述
Figure FDA00024182000200000710
前三的中继权重对应的邻居节点，作为车辆节点Vi执行广播紧急安全消息msgc的过程，执行步骤503；
步骤503：若此时广播过程结束，则终止所有步骤，否则车辆节点Vi执行步骤301。
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