一种车联网中的数据分发方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及车联网技术领域，具体设及一种车联网中的数据分发方法。
【背景技术】
[0002] 在车联网中，节点要求能够可靠快速地发送信息，但是由于车辆节点的快速移动 特性所导致的网络不连续使得要达到运一要求变得很困难，但是在收费站附近，出城与进 城的车辆需要相互之间进行通信来了解对自己有用的信息，如路况、天气情况，有无事故发 生等，W减小事故发生的概率，同时城内的车辆可W将城内的最近新闻、旅游景点、产业广 告及时传递给进城的车辆。然而在车辆行驶过程中，同向行驶的节点之间由于速度差异不 大，网络比较稳定，故可W使用握手机制进行通信，W保证消息的可靠性；而反向行驶的节 点则需重点考虑消息的传输时延问题，则使用传染病模型来快速传递消息。
[0003] 由于车辆节点的移动性，网络不连续成为节点通信最大的一个挑战，目前所广泛 应用的802. Ilp协议中的RTS/CTS四次握手机制虽然能有效解决隐藏终端问题，使节点能 可靠地成功地传输消息，但增加了包的平均传输时延，不利于传送对实时性较高的信息。传 染病数据分发模型模仿了传染性疾病的形式，带有信息（病毒）的节点可W将信息（病毒） W概率P发送（传染）给它周围可W进行通信的节点，运些节点被传染之后，W同样的方法 将信息传染给其它节点。运种方法容易导致节点缓存器容量不足，从而影响整个网络性能， 但是它不需要节点之间交换"hello"消息，也不需要维护簇，故能减少时延。
[0004] 目前已有大量关于车联网中数据分发的研究，文献【1】提出了一个数据倾泻的方 案来解决车联网中的数据分发问题，提高了数据传输速率并减小了网络传输流量，但它并 没有效改善时延问题，且需要只局限在十字路口借助路边设施完成再广播。文献【2】提出 按方向分簇的算法，有效改善了广播风暴的情况，但簇的构建与维护会产生高额的花费。文 献【3】中提出DBRS算法，即选择一些节点来进行再广播，它们根据自己离传输节点的距离 来计算再广播的等待时间，距离近者等待时间较长，反之则较短。运种算法有效地解决了广 播风暴问题，但当传输节点通信范围内没有节点时，其时延会很大。 阳0化]节点如何进行媒体接入也是数据分发的一重要部分，在具有代表性的RR-ALOHA 协议中，要求每个节点都占用帖中的一个时隙作为基本信道，若节点多，则帖的长度会随之 增加，对实时业务支持性不强。文献【4】、【5】都W建簇为基础分别提出了时隙分配策略，文 献【4】中提出的CDMC将节点分为簇，由簇头对簇内成员分配时隙，另外保留一部分时隙用 于新进入簇但还未被簇头识别的成员，保证了节点接入的公平性且扩展性良好，而文献【5】 中将时隙平均分配给各簇，然后将时隙再平均划分给簇内成员，重于簇内通信。然而运种W 簇为基础的时隙分配策略仅适用于在高速公路上节点密度并不大的情况，且建立簇的方法 花销很高且该方法需要传送大量数据信息，增加了流量。
[0006]【1】Jing Zhao, Yang Zhang and Guohong Cao, '屯ata pouring and buffering on the road:A new Data Dissemination paradigm for vehicular Ad Hoc Networks, "ieee transactions on vehicular technology，vol. 56, no. 6, nov. 2007.
[0007]【2】NitinMASLEKAR, 邱hMOUZNAandLabiodHOUDA,"DirectionBased clusteringAlgorithmforDataDisseminationinvehicularNetworks, "vehocular networkingconference(VNC), 28-30oct. 2009. 阳00引 【3】T.H.Kim,W.K.Hong,H.C.Kim,andY.D.Lee,"AneffectiveData DisseminationinvehicularAdHocNetwork, "ininformationNetworking.Towards UbiquitousNetworkingandServices,pp295_304, 2008.
[0009] 【4】Y.Gunter,B.Wiegel,andH.P.Grossmann, "Cluster-based mediumaccessschemeforVANETs,"IntelligentTransportationSystems Conference,S巧t. 3〇-〇ct. 3, 2007.
[0010] 【5】Y.Gunter,B.Wiegel,H.P.Grossmann, "TDMAcluster-basedMACfor VANETs(TC-MAC),"IntelligentTransportationConference,S巧t.302007-0ct. 32007.
【发明内容】
[0011] 针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种车联网中的数据分发方法，将节点间 的通信分为同向行驶的节点间通信和反向行驶的节点间通信，前者使用四次握手机制，确 保对方节点成功地接收到信息，后者则对缓冲器进行有效管理，使用传染病模型分发数据， 克服网络不连续的问题，快速传输消息，从而将握手机制和传染病模型的优点结合起来。另 夕F，还通过按不同行驶方向竞争时隙的时隙分配策略，不需要借助路边设施和建立簇，实现 充分利用各个时隙，减少接入和合并冲突，且复杂度低。
[0012] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0013] 一种车联网中的数据分发方法包括如下步骤：
[0014] Sl每个节点至少有两个缓冲器S与0,缓冲器S中存放自身一路检测到的信息并 只用于发送给反方向行驶的节点，缓冲器O用于存放源节点为反方向节点传送的消息，可 供自身利用或传送给同方向没有该消息的节点；
[0015] S2将帖分为n个等同时隙，记其中一个行驶方向为方向一，另一个行驶方向为方 向二，方向一上的节点从左向右依次获得有效时隙；方向二上的节点从右向左依次获得有 效时隙：
[0016] 2. 1)当节点要接入网络时，先侦听一帖的时间，遍历n个时隙数，判断每个时隙是 否空闲；
[0017] 2.2)若节点为方向一上行驶的节点，则将空闲时隙按照其在n个等同时隙上的位 置从左往右依次记录并存放在数组中，并在数组前半部分中随机选择一个空闲时隙发送分 组W竞争时隙；若节点为方向二上的行驶的节点，则将空闲时隙按照其在n个等同时隙上 的位置从右往左依次记录并存放在数组中，然后在数组前半部分中随机选择一个空闲时隙 发送分组W竞争时隙；
[0018] 需要说明的是，当两个行驶方向中的其中一个方向上需要竞争时隙的节点大于另 一个方向，则该方向上的节点可W竞争其初始数组上的后半部分空闲时隙；
[0019] 2. 3)若有邻节点成功接收到该分组，则接收到该分组的邻节点将该时隙标记为 忙，而需要接入的节点在侦听一帖的时间后，发现所选择的空闲时隙被标记为忙，则说明竞 争成功，节点中有效时隙的记录也随之更新；否则说明竞争失败，进行下一轮竞争；
[0020] S3节点成功竞争时隙后，按照其两个缓冲器里内容多少的比例来安排同向传播和 反向传播的时隙比，其与反向行驶的节点之间使用传染病数据分发策略进行通信，与相同 方向行驶的节点之间采用握手机制进行通信。
[0021] 需要说明的是，所述步骤S3中，反方向行驶节点之间进行通