缓解车辆自组织网络广播风暴的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及道路车辆通讯领域，尤其涉及一种缓解车辆自组织网络广播风暴的方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 车辆自组织网络(VANET)在5.9GHz频段通过专用短程通信(DSRC)设备进行智能通 信，以获得与附近车辆进行单跳或者多跳通信的能力。专用短程通信协议的MAC层协议是基 于IEEE802.1 la无线传输标准的一个变种。
[0003] 车辆自组织网络在多个方面与普通的移动自组织网络不同。1，车辆自组网由大部 分是高移动性的节点组成，与在一个有界区域内任意方向随机移动不同，在车辆自组网中， 移动是沿着道路有限的方向集的，不同但相近的道路上行驶的车辆可以进行相互的通信。 2,网络形状可以采用一维线（用于单车道的道路)或者一个线带（用于多车道的道路)进行 描述，优于一个方块或者环形来描述。3，大部分车辆自组网的应用很大程度上依赖广播来 传播交通相关信息给一定区域范围内的节点。
[0004] 车辆自组织网络中的多跳应用，以广播的方式，用于发现附近的相邻车辆，以及传 播有用的交通信息给在一定区域范围内的车辆。然而，由于共享无线媒介，盲目地广播包可 能导致相邻节点间频繁的竞争和碰撞，导致广播风暴。
[0005] 广播风暴导致严重的链路层竞争，包冲突，带宽和处理能力的低效使用，以及由于 高竞争导致的业务中断。一些路由协议防止网络泛洪造成的广播风暴，比如:协议中规定了 扩环搜索的使用，帮助控制广播区域在几跳之内；节点可以缓存每一个路由入口一段更长 的时间，也可以代表目的进行回复(免费路由答复)来加速发现进程;节点在一个混合的模 式运行动态源路由（DSR)，创建一个路由表以侦听其它节点的会话。以上技术在抑制广播冗 余的同时降低了网络连接性，延长了路由发现进程。移动自组网中的广播风暴最主要的缺 点是竞争延迟，延长路由获取时间，中断其它正在进行的通信。
[0006] 车辆自组织网络中，广播被用于传播一定区域内的交通相关的信息(例如，绕道的 路径、事故警报、施工警告，如图1)。这些信息并不像请求一个路由那样对时间要求严格，交 通信息需要更长时间周期地保持在网络中（例如几个小时，甚至几天）。路边单元(RSU)广播 交通信息就可以周期性地重复广播以保持信息有效性。因此，如果道路上的交通密度和路 边单元广播消息的频次较高，可能会产生广播风暴，浪费了带宽和处理时长，增大了介质接 入延时。虽然这意味着消息到达距离广播单元几跳之外的车辆需要增加一些时延，但从终 端用户的角度看，这种延迟的增加是微不足道的。广播风暴在车辆自组网中最主要的影响， 并不是过多的跳数或者是长时间的延迟，因为在一个交通拥塞的场景，总的端到端的延迟 也不过比无交通拥塞多几毫秒。如果广播包并没有携带紧急信息，对于司机来说这个时延 是可以忽略不计的。然而，广播风暴引发的高丢包率可能会使得其它紧急的安全消息丢失。
【发明内容】
[0007] 为此，需要提供一种车辆自组网中抑制广播冗余的路由协议来避免丢失重要信 息。
[0008] 为实现上述目的，发明人提供了一种缓解车辆自组织网络广播风暴的方法，包括 如下步骤，第一节点接收到来自上一节点的数据包，判断是否是第一次收到该数据包，如是 则计算分配的时隙，计算重发概率，在接收到数据包后经过所述分配的时隙以重发概率重 播数据包，否则将数据包丢弃。
[0009] 进一步地，通过确认包身份标识判断是否第一次收到该数据包。
[0010] 优选地，包括步骤，第一节点j接收到来自上一节点i的数据包，第一节点j判断是 否是第一次收到该数据包，如是则以概率PU重播该包，否则将包丢弃；
[0011]
，Du为指定节点i和节点j之间的距离，R为平均传 输范围。
[0012] 具体地，还包括步骤，第一节点将接收到的数据包缓存预设的等待时间后重播数 据包。
[0013] 具体地，若第一节点在重发前的预设等待时间内接收到多个来源的同一数据包， 分别计算转发概率并以最低的转发概率重播数据包。
[0014] 具体地，还包括步骤，若第一节点在重发前的预设等待时间内未到其他来源的同 一数据包，则以概率1重播数据包。
[0015] 优选地，判断为是第一次收到该数据包后还包括步骤，计算分配的时隙判断 在分配的时隙?内是否收到过任何相同的数据包，未收到则以概率1重发该包，收到则将 包丢弃；
[0016] 其中7?.计算如下，7? = ? X τ
[0017] τ是转发一跳延迟的估计值，包括介质接入延迟和传播延迟;是分配的时隙数， 计算如下：
[0019] Ns为交通密度函数。
[0020] 进一步地，包括步骤，第一节点j接收到来自上一节点节点i的数据包，第一节点j 判断是否是第一次收到该数据包，如否则丢弃数据包，如是则计算分配的时隙判断在 分配的时隙7?内是否收到过任何重复的数据包，未收到则以概率1重发该包，收到则将包 丢弃；
[0021] 其中7^.计算如下，7?二％ X T
[0022] τ是转发一跳延迟的估计值，包括介质接入延迟和传播延迟;是分配的时隙数， 计算如下：
[0024] Ns为交通密度函数，Dij为指定节点i和节点j之间的距离，R为平均传输范围。
[0025] 优选地，还包括步骤，使用包接收信号强度信息计算分配的时隙及计算重发概率。
[0026] -种缓解车辆自组织网络广播风暴的装置，包括接收模块、判断模块、时隙计算模 块、概率计算模块、发送模块、删除模块，
[0027] 所述接收模块用于接收到来自上一节点的数据包；
[0028] 所述判断模块用于判断是否是第一次收到该数据包，并在判断为否时使能删除模 块，在判断为是时使能发送模块；
[0029] 所述时隙计算模块用于计算分配的时隙；
[0030] 所述概率计算模块用于计算重发概率；
[0031] 所述发送模块用于经过所述分配的时隙以重发概率重播数据包；
[0032] 所述删除模块用于将数据包丢弃。
[0033] 具体地，所述判断模块用于通过确认包身份标识判断是否第一次收到该数据包。
[0034] 优选地，所述接收模块用于通过第一节点j接收到来自上一节点i的数据包；
[0035] 所述判断模块用于通过第一节点j判断是否是第一次收到该数据包，如是则使能 发送模块，否则使能删除模块；
[0036] 所述发送模块用于以重发概率Plj重播该包，
[0037]
，Dij为指定节点i和节点j之间的距离，R为平均传 输范围；
[0038]所述删除模块用于将包丢弃。
[0039] 进一步地，还包括缓存模块，所述缓存模块用于将接收到的数据包缓存预设的等 待时间。
[0040] 具体地，所述概率计算模块还用于在重发前的预设等待时间内接收到多个来源的 同一数据包时分别计算转发概率；
[0041 ]所述发送模块还用于以最低的重发概率重播数据包。
[0042] 具体地，所述发送模块还用于在重发前的预设等待时间内未到其他来源的同一数 据包时，以概率1重播数据包。
[0043] 具体地，所述时隙计算模块还用于在判断为是第一次收到该数据包后计算分配的 时隙心,7 ;
[0044] 所述判断模块还用于判断在分配的时隙内是否收到过任何相同的数据包，未 收到则使能发送模块，收到则使能删除模块；
[0045] 所述发送模块还用于以概率1重发该包；
[0046] 所述删除模块用于将包丢弃；
[0048] τ是转发一跳延迟的估计值，包括介质接入延迟和传播延迟;是分配的时隙数， 计算如下：
[0050] Ns为交通密度函数。
[0051 ]进一步地，所述接收模块用于通过第一节点j接收到来自上一节点节点i的数据 包，所述判断模块用于通过第一节点j判断是否是第一次收到该数据包，如否则使能删除模 块，如是则使能计算模块；
[0052] 所述计算模块用于计算分配的时隙;
[0053] 所述判断模块还用于判断在分配的时隙.内是否收到过任何重复的数据包，未 收到则使能发送模块，收到则使能删除模块；
[0054] 所述发送模块还用于以概率1重发该包；
[0055] 所述删除模块用于将包丢弃；
[0056] 其中八"计算如下，二％ X T
[0057] τ是转发一跳延迟的估计值，包括介质接入延迟和传播延迟;是分配的时隙数， 计算如下：
[0059] Ns为交通密度函数，Dij为指定节点i和节点j之间的距离，R为平均传输范围。
[0060]优选地，所