一种车联网邻节点发现方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车联网邻节点发现方法，包括：初始化车联网中的某一节点S；接收所述节点S周围节点广播的第一发现消息以得到邻节点；按照一定的时间间隔向所述车联网中广播第二发现消息，同时根据所述第一发现消息和当前网络状态更新所述时间间隔；重复上述步骤直至所述节点S离开所述车联网。本发明专利技术提供的车联网邻节点发现方法在广播发现消息前，通过在上一个时间间隔收集的周围节点的状态信息来计算出适应于网络状态与移动性的广播发现消息的时间间隔，并综合考虑了网络状态变化与节点速度变化对广播发现消息的影响，有效地减小了网络开销，提高了邻节点发现的精度。

A method and system for discovering neighbor nodes in the Internet of vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种车联网邻节点发现方法及系统
本专利技术属于无线通讯
，具体涉及一种车联网邻节点发现方法及系统。
技术介绍
车联网(IOV)是车与车、车与路、车与人、车与传感设备等交互，实现车辆与公众网络通信的动态移动通信系统。在车联网中，智能车辆之间的协作感知能够让车与车之间实现信息共享，包括位置信息、速度信息、移动方向信息以及其他的车辆相关信息。智能车辆对收到的上述信息进行分析处理，为驾驶人员规划出一条最佳的行驶路径。邻节点发现是解决智能车辆协作感知的方案之一，也是网络初始化的必经阶段，它是指发现所有邻节点的过程，具体方法是每一个节点通过向周围节点广播发现消息来提供本节点的状态信息，且每个节点持续接收周围节点广播的发现消息，若一个节点收到了周围节点广播的发现消息，则将此节点标记为自己的邻节点，即该节点发现了其邻节点。现有的邻节点发现方法主要有以下两种，一种是适用于车用通信的公平自适应信标速率算法，该方法通过控制每辆车的信标速率，解决了由于周期性信标活动而阻止了无线信道上其他类型消息的传输的问题，实现了网络资源的合理利用；另一种是移动自适应的邻节点发现方法，其考虑了节点的移动性对发现间隔的影响，根据节点的移动速度调整该节点广播发现消息的时间间隔，能够计算出一个合理的发现间隔以减小网络开销。但是并没有考虑到当两个或两个以上的节点同时广播发现消息时，信道发生冲突的情况然而，方法一没有考虑到车辆的移动性，在智能车辆环境中，车辆的移动性高，对每一辆车来说，周围的车辆存在于它的无线传输范围内的时间非常短，所以为了能够及时发现这些邻节点，需要一个很大的广播频率，即发送间隔很小，这增大了网络开销；而方法二虽然考虑了车辆的移动性，但是并没有考虑到当两个或两个以上的节点同时广播发现消息时，信道发生冲突的情况，这减小了邻节点发现的精度。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种车联网邻节点发现方法及系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种车联网邻节点发现方法，包括：初始化车联网中的某一节点S；接收所述节点S周围节点广播的第一发现消息以得到邻节点；按照一定的时间间隔向所述车联网中广播第二发现消息；同时根据所述第一发现消息和当前信道竞争情况更新所述时间间隔；重复上述步骤直至所述节点S离开所述车联网。在本专利技术的一个实施例中，所述初始化车联网中的某一节点S包括：设置所述节点S的无线传输半径为R，初始时刻为t＝0，初始行驶速度为v0，初始发送间隔为τ0，初始位置为P0，初始行驶方向为D0，所述节点S感知当前行驶车道的限制速度为在本专利技术的一个实施例中，接收所述节点S周围节点广播的第一发现消息以得到邻节点包括：从初始时刻t＝0开始，持续接收所述节点S周围节点广播的第一发现消息；其中，所述第一发现消息的内容包括各节点自身的行驶速度、当前位置以及行驶方向；响应于接收到所述第一发现消息，保存所述第一发现消息并将对应于该第一发现消息的节点记录为邻节点。在本专利技术的一个实施例中，按照一定的时间间隔向所述车联网中广播第二发现消息；同时根据所述第一发现消息和当前网络状态更新所述时间间隔包括：在初始时刻t＝0，向所述节点S周围第1次广播第二发现消息；并计算所述节点S第1次广播第二发现消息与第2次广播第二发现消息之间的时间间隔τ1；其中，所述第二发现消息的内容包括所述初始行驶速度v0、所述初始位置P0以及所述初始行驶方向D0；在t＝t+τj时刻，向所述节点S周围第j+1次广播第二发现消息；同时根据τj时间段内所述节点S接收第一发现消息的情况和当前网络状态计算所述节点S第j+1次广播第二发现消息与第j+2次广播第二发现消息之间的时间间隔；其中，τj表示第j次广播第二发现消息与第j+1次广播第二发现消息之间的时间间隔；j为正整数且j≥1。在本专利技术的一个实施例中，所述节点S第1次广播第二发现消息与第2次广播第二发现消息之间的时间间隔τ1的计算公式为：其中，为节点S在初始时刻竞争信道成功的概率，为节点S在初始时刻竞争信道成功并且成功发送发现消息的概率，Δv0为节点S在初始时刻的相对移动速度。在本专利技术的一个实施例中，根据τj时间段内所述节点S接收第一发现消息的情况和当前网络状态计算所述节点S第j+1次广播第二发现消息与第j+2次广播第二发现消息之间的时间间隔包括：计算所述节点S在t＝t+τj时刻竞争信道成功的概率和所述节点S在t＝t+τj时刻竞争信道成功并且成功发送第二发现消息的概率；根据所述节点S在τj时间段内接收第一发现消息的情况计算所述节点S在t＝t+τj时刻的相对移动速度；根据所述节点S在t＝t+τj时刻竞争信道成功的概率、所述节点S在t＝t+τj时刻竞争信道成功并且成功发送第二发现消息的概率以及所述节点S在t＝t+τj时刻的相对速度计算所述节点S第j+1次广播第二发现消息与第j+2次广播第二发现消息之间的时间间隔。在本专利技术的一个实施例中，根据所述节点S在τj时间段内接收第一发现消息的情况计算所述节点S在t＝t+τj时刻的相对移动速度包括：若所述节点S在τj时间间隔内接收并保存了所述第一发现消息，则所述节点S在t＝t+τj时刻的相对移动速度Δvj为：其中，vj为节点S在t＝t+τj时刻的移动速，为第一发现消息中各节点自身移动速度的平均速度；若所述节点S在τj时间间隔内的没有接收到所述第一发现消息，则所述节点S在t＝t+τj时刻的相对移动速度Δvj为：其中，为t＝t+τj时刻当前行驶道路的限制速度。在本专利技术的一个实施例中，所述节点S第j+1次广播第二发现消息与第j+2次广播第二发现消息之间的时间间隔的计算公式为：其中，为节点S在t＝t+τj时刻竞争信道成功的概率，为节点S在t＝t+τj时刻竞争信道成功并且成功发送发现消息的概率。本专利技术的另一个实施例提供了一种车联网邻节点发现系统，包括：初始化模块，用于初始化车联网中的某一节点S；数据接收模块，用于接收所述节点S周围节点广播的第一发现消息以得到邻节点；数据发送更新模块，用于按照一定的时间间隔向所述车联网中广播第二发现消息；同时根据所述第一发现消息更新所述时间间隔。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的车联网邻节点发现方法在广播发现消息前，通过在上一个时间间隔收集的周围节点的状态信息来计算出适应于网络状态与移动性的广播发现消息的时间间隔，并综合考虑了网络状态变化与节点速度变化对广播发现消息的影响，有效地减小了网络开销，提高了邻节点发现的精度。以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种车联网邻节点发现方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的车联网场景示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种车联网邻节点发现系统结构示意图；图4是本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车联网邻节点发现方法，其特征在于，包括：/n初始化车联网中的某一节点S；/n接收所述节点S周围节点广播的第一发现消息以得到邻节点；/n按照一定的时间间隔向所述车联网中广播第二发现消息，同时根据所述第一发现消息和当前网络状态更新所述时间间隔；/n重复上述步骤直至所述节点S离开所述车联网。/n

【技术特征摘要】
1.一种车联网邻节点发现方法，其特征在于，包括：
初始化车联网中的某一节点S；
接收所述节点S周围节点广播的第一发现消息以得到邻节点；
按照一定的时间间隔向所述车联网中广播第二发现消息，同时根据所述第一发现消息和当前网络状态更新所述时间间隔；
重复上述步骤直至所述节点S离开所述车联网。


2.根据权利要求1所述的车联网邻节点发现方法，其特征在于，初始化车联网中的某一节点S包括：
设置所述节点S的无线传输半径为R，初始时刻为t＝0，初始行驶速度为v0，初始发送间隔为τ0，初始位置为P0，初始行驶方向为D0，所述节点S感知当前行驶车道的限制速度为


3.根据权利要求2所述的车联网邻节点发现方法，其特征在于，接收所述节点S周围节点广播的第一发现消息以得到邻节点包括：
从初始时刻t＝0开始，持续接收所述节点S周围节点广播的第一发现消息；其中，所述第一发现消息的内容包括各节点自身的行驶速度、当前位置以及行驶方向；
响应于接收到所述第一发现消息，保存所述第一发现消息并将对应于该第一发现消息的节点记录为邻节点。


4.根据权利要求3所述的车联网邻节点发现方法，其特征在于，按照一定的时间间隔向所述车联网中广播第二发现消息，同时根据所述第一发现消息和当前网络状态更新所述时间间隔包括：
在初始时刻t＝0，向所述节点S周围第1次广播第二发现消息，并计算所述节点S第1次广播第二发现消息与第2次广播第二发现消息之间的时间间隔τ1；其中，所述第二发现消息的内容包括所述初始行驶速度v0、所述初始位置P0以及所述初始行驶方向D0；
在t＝t+τj时刻，向所述节点S周围第j+1次广播第二发现消息，同时根据τj时间段内所述节点S接收第一发现消息的情况和当前网络状态计算所述节点S第j+1次广播第二发现消息与第j+2次广播第二发现消息之间的时间间隔；其中，τj表示第j次广播第二发现消息与第j+1次广播第二发现消息之间的时间间隔；j为正整数且j≥1。


5.根据权利要求4所述的车联网邻节点发现方法，其特征在于，所述节点S第1次广播第二发现消息与第2次广播第二发现消息之间的时间间隔τ1的计算公式为：



其中，为节点S在初始时刻竞争信道成功的概率，为节点S在初始时刻竞争信道成功并且成功发送发现消息的概...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽娜，衣建甲，周怡敏，陈睿，李长乐，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61