一种适用于城市道路环境的车载短距离通信网络分簇方法，它包括：由路侧节点通过采集信号灯状态，结合车载节点定期发送的包含车辆标识、车辆位置的信息(以下简称心跳信息)，采取簇划分定时器的方式进行簇划分；通过簇划分定时器和簇头定时器，结合簇参数和心跳信息在簇中间位置选择簇头；簇头通过心跳信息进行簇成员配置；簇头通过簇头和簇成员之间的心跳信息进行簇维护；簇头将簇维护的信息发送到路侧节点进行簇信息反馈。本发明专利技术利用了车载短距离通信网络定期发送的信息，根据城市道路车流量密集，车流量分布同交通信号灯关系密切的特点，采取定时器的方式划分簇和设置簇头，具有简单高效的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车载短距离通信技术，具体涉及一种适用于城市道路环境的车载短距 离通信网络分簇方法。
技术介绍
车辆和车辆之间、车辆和其他装置之间的信息交互是车联网的重要功能之一， 车载短距离通信（VehicletoX，w下简称V2幻技术是实现车辆之间信息交互的基 础。V2X网络依靠短距离通信技术实现车与车W及车与路侧节点之间的通信，实现车内 (CAN-ControllerAreaNetwork)、车路（Vehicle-2-RSU)、车间（Vehicle-2-Vehicle)、车 外（vehicle-2-Infrastruc1:ure)、人车（Vehicle-2-Person)的各类信息的交互，从而提供 安全、交通管理W及娱乐等综合性服务。 由于V2X网络中的车载节点处于快速移动中，因此V2X网络的拓扑结构是随时变 化的。在任一时刻，节点间通过车载短距离无线信道连接形成一个任意的链状或者半网状 拓扑结构。网络结构按照管理模式可W分为平面结构和分级结构两种。在平面结构中所有 节点地位平等，不存在瓶颈节点，网络比较健壮。但该种模式的固有缺陷是扩展性差。随着 网络中移动节点的增多，出现了节点处理能力减弱、路由开销急剧增加、路由经常中断等问 题，大大降低了网络的性能。引入网络分簇是解决上述问题的有效方式。网络被划分为簇， 每个簇由一个簇首和多个簇成员组成，簇首形成高一级网络，高一级网络又可分簇形成更 高一级网络。簇中簇首和簇成员动态变化，节点仍是自动组网，由簇首节点负责簇间数据转 发。簇头和网关构成虚拟骨干网，且簇头之间W及簇头与簇成员之间的通信采用不同的功 率，该样就构成了一种分级式网络体系结构。分级结构能够提高应用的可扩展性，增加网络 带宽，减少路由维护的代价，方便网络的移动性管理。 在实现本专利技术过程中，专利技术人发现目前常用的几类分簇算法应用于V2X网络中至 少存在W下问题： 1)、简单分簇算法。简单分簇算法包括最小ID算法和最大连接度算法。该两种算 法都只根据系统中某单一的信息进行分类，前者是节点ID，后者是节点连接度。该类算法计 算复杂度小，实现较为容易，但是该种算法应对簇结构变化的能力较差，适用于临时性会议 等半固定场合，不太适合节点快速移动的V2X网络。2)、基于权值的分簇算法。对节点连接度、移动性和传输功率等多种因素分配一定 的权重，加权求和后得到的节点权值，用作簇首选择的标准。该种算法无论是通信开销还是 计算开销都较高，不太适合车载节点配置比较低的设备。3)、基于链路稳定的分簇算法。该类算法基于节点间路径的稳定性进行簇结构的 划分，减少分簇的重构，降低簇的重构带来的额外开销。例如用模糊理论对信号强度进行聚 类，分为弱、中、强3个等级，尽可能地选取具有稳定链路的节点作为簇首。该种算法在V2X 网络中可W表现出良好的特性，但是比较复杂，各个节点要相互统计信号强度并进行交互， 适用于高速公路等簇结构比较稳定的场合，不太适合城市道路簇结构频繁变化的场合。
技术实现思路
鉴于上述原因，本专利技术的目的是提供一种适用于城市道路环境的车载短距离通信 网络分簇方法。 为实现上述目的，本专利技术采用W下技术方案：一种适用于城市道路环境的车载短 距离通信网络分簇方法，其特征在于，它包括： 由路侧节点通过采集信号灯状态，结合车载节点定期发送的包含车辆标识、车辆 位置的信息（W下简称也跳信息），采取簇划分定时器的方式进行簇划分； 通过簇划分定时器和簇头定时器，结合簇参数和也跳信息在簇中间位置选择簇 头； 簇头通过也跳信息进行簇成员配置； 簇头通过簇头和簇成员之间的也跳信息进行簇维护； 簇头将簇维护的信息发送到路侧节点进行簇信息反馈。 本专利技术利用了车载短距离通信网络定期发送的信息，根据城市道路车流量密集， 车流量分布同交通信号灯关系密切的特点，采取定时器的方式划分簇和设置簇头，具有简 单高效的特点。【附图说明】 图1为本专利技术功能结构框架； 图2为本专利技术实施例应用场景的示意图。【具体实施方式】[001引城市道路的特点是路口密集，车流量的变化同信号灯有密切的关系。另外，路口之 间的间隔较短，车流量在一天中变化巨大，该些特点决定了城市道路的车载短距离（W下 简称V2幻网络的分簇算法要具有简单和自适应的特点。 另外，城市道路一般在路口安装有V2X的路侧节点，而且路侧节点一般安装位置 靠近信号灯，容易取得信号灯的状态。充分利用城市道路的该一特点，本专利技术提供了一种适 用于城市道路环境的车载短距离通信网络分簇方法，它的实现过程如图1所示，分为W下 过程：1)、信息收集。信息收集主要是收集车载节点附近交通信号灯的状态、临近路口路 侧节点的分簇反馈信息和路口临时停留车辆的信息。 2)、分簇参数计算。根据信息收集的结果，进行分簇参数计算，包括簇大小动态调 整、簇首分配、簇成员配置等操作的参数计算。 3)、簇划分和簇首选择。在分簇参数计算的基础上，完成簇的划分和簇头的选择配 置。4)、簇成员配置。根据信息收集部分收集的车载节点信息和参数计算得到的结果， 对簇成员进行分配，并传送给簇头。5)、簇维护。在车辆行进中，由于车辆的行驶方向和位置发生改变而引起簇结构发 生变化，对簇进行维护，W保持簇有效工作。6)、簇信息反馈。在簇头到达下一个路口时，簇头将本簇在运行中的性能信息发送 到路侧节点，路侧节点将该信息反馈给上一个路口的路侧节点，上一个路口的路侧节点根 据反馈的信息，更改簇生成参数。 下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范 围。 设一段城市道路包括路口A、路口B和A、B之间的道路，如图2所示，路口A和B分 别安装有交通信号灯，中间路口没有交通信号灯。定义V= (nili=l，2，...，m}为路口A 和路口B之间的车载节点集合，其中m= |V|。定义Ve=lA|i= 1，2, ...，k}为簇集合， 其中k《m。如果定义chiG。为簇。的簇首，则该簇成员可W表示为Ci-{chJ。 具体地，针对上述专利技术实施例的实现过程，下面对具体实现方法进行详细的描述。[002引 1、信息收集。 信息收集主要是收集路侧节点周围交通信号灯的状态信息，绿灯期间路口驶过的 车载节点的信息，相邻路口路侧节点收集的信息，为后续分簇算法参数的计算提供输入信 息。 定义= (Li|i= 1，2, . . .，n}为路口所有信号灯的集合。i= 1，2, . . .，n表示 路口各个方向的各个车道，n=方向*车道数。信号灯信息收集可W用【主权项】1. ，其特征在于，包括， 由路侧节点通过采集信号灯状态，结合车载节点定期发送的包含车辆标识、车辆位置 的信息（以下简称心跳信息），采取簇划分定时器的方式进行簇划分； 通过簇划分定时器和簇头定时器，结合簇参数和心跳信息在簇中间位置选择簇头； 簇头通过心跳信息进行簇成员配置； 簇头通过簇头和簇成员之间的心跳信息进行簇维护； 簇头将簇维护的信息发送到路侧节点进行簇信息反馈。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述簇划本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于城市道路环境的车载短距离通信网络分簇方法，其特征在于，包括，由路侧节点通过采集信号灯状态，结合车载节点定期发送的包含车辆标识、车辆位置的信息(以下简称心跳信息)，采取簇划分定时器的方式进行簇划分；通过簇划分定时器和簇头定时器，结合簇参数和心跳信息在簇中间位置选择簇头；簇头通过心跳信息进行簇成员配置；簇头通过簇头和簇成员之间的心跳信息进行簇维护；簇头将簇维护的信息发送到路侧节点进行簇信息反馈。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王成金，陈山枝，
申请(专利权)人：北京大唐高鸿软件技术有限公司，电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。