一种节点簇簇首快速推举方法
【专利摘要】本发明涉及一种节点簇簇首快速推举方法，包括，根据对应道路设置建立包含一定数量车节点的簇，并使簇的划分具有最少数量，所有簇包含全部车节点，且每一车节点仅属于一个簇；比较每一车节点簇内的车节点间边的权值，生成对应簇的最小生成树；比较最小权值边的两端车节点接收信噪比均值，推举较大值者为簇首。本发明利用最小生成树原理，通过车节点之间的单向比较和递降计算来减小簇首推举时间，通过提高簇首的稳定性来提高交通安全信息传播的有效性。
【专利说明】一种节点簇簇首快速推举方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能交通技木，尤其涉及针对车联网中车节点簇簇首的推举方法。【背景技术】
[0002]车联网是智能交通系统(IntelligentTransportation System, ITS)信息采集、承载和传输平台，能够综合承载交通安全信息、交通管理效率信息、交通商业服务信息和互联网应用信息。其中，交通安全信息在有限地域和有限时域范围内有效，需要快速准确地在有限网络范围内传播，使车节点能够及时对交通事件进行响应，起到安全预警作用。
[0003]交通安全信息消息简短、位置相关，使用用户数据报协议(User DatagramProtocol, UDP)进行广播。但是，交通安全信息常伴随交通事故的发生(或预警)而大量产生，形成高密度安全信息突发流。同时，在短距离、短时间内，车节点因交通状态恶化而大量聚集，使得车节点处于高密度分布状态。于是，在有限地域和有限时域范围内，高密度车节点对相同交通安全信息的重复广播造成事故域内网络无线资源的短时匮乏，安全信息端到端传播产生极大的时延和严重的信息丢失率，使得接收到的交通安全信息变得陈旧或无法解析。为减小交通安全信息重复广播造成的信息冗余，将一定范围内的多个车节点建立成节点簇(Cluster),并推举某个车节点临时担任簇首(Cluster Head),由簇首进行簇内安全信息的融合处理和广播，簇内其他车节点仅接收簇首广播的交通安全信息。但是，城区路ロ频繁变道和高速公路上的车速差异性使得簇首车节点具有一定的时效性，因此，当簇首失效时(例如簇首车节点驶离本簇)，车节点簇需要快速推举新的簇首来接管簇内交通安全信息的管理。
[0004]目前，车节点簇簇首推举算法主要是从节点簇范围、连通性、车节点移动性和计算能力等某ー个或几个要素加权进行两两比较推举簇首，存在着推举计算量大，容易陷入重复比较等不足，导致簇首推举时延大，时效性差，不能满足交通安全信息快速传播的需要。`
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，利用最小生成树原理来提供ー种车联网中车节点簇簇首变更时新簇首推举快速的一种节点簇簇首快速推举方法，该发明通过下述技术方案来实现。
[0006]所述节点簇簇首快速推举方法，包括，
[0007]根据对应道路设置建立包含一定数量车节点的簇，并使簇的划分具有最少数量，所有簇包含全部车节点，且每ー车节点仅属于ー个簇；
[0008]比较每ー车节点簇内的车节点间边的权值，生成对应簇的最小生成树；
[0009]比较最小权值边的两端车节点接收信噪比均值，推举较大值者为簇首。
[0010]所述节点簇簇首快速推举方法进ー步设计在于，所述具有最少数量簇的划分的方法是，使得车节点集合V的划分S，(V1, V2,...VJ满足每个Vi都是ー个完整子图，且对所有
的i，j = 1，2.，..q且i关j均有K=V^nVj =0吋，q为最小值所得车节点集合Vi,记为车节点簇Ci, i = 1，2，...q;
[0011]其中:i为车节点集合V中的第i个车节点簇，j为车节点集合V中的第j个车节点簇。
[0012]所述节点簇簇首快速推举方法进ー步设计在于，所述车节点间边的权值为w(e)，生成对应簇的最小生成树w (T)，且有
[0013]
【权利要求】
1.一种节点簇簇首快速推举方法，其特征在于包括， 根据对应道路设置建立包含一定数量车节点的簇，并使簇的划分具有最少数量，所有簇包含全部车节点，且每ー车节点仅属于ー个簇； 比较每ー车节点簇内的车节点间边的权值，生成对应簇的最小生成树； 比较最小权值边的两端车节点接收信噪比均值，推举较大值者为簇首。
2.根据权利要求1所述的ー种节点簇簇首快速推举方法，其特征在于所述具有最少数量簇的划分的方法是，使得车节点集合V的划分S = IV1, V2,...V,}满足每个V,_都是ー个完整子图，且对所有的i，j = 1，2，? ? ? q且i关j均有
3.根据权利要求1或2所述的ー种节点簇簇首快速推举方法，其特征在于所述车节点间边的权值为w (e)，生成对应簇的最小生成树w⑴，且有
4.根据权利要求3所述的ー种节点簇簇首快速推举方法,其特征在于所述权值w(e)为车节点移动性均值瓦' 和节点对间距均值が加权和
5.根据权利要求4所述的ー种节点簇簇首快速推举方法，其特征在于所述加权系数a，b根据簇首推举目标而设定，在所述目标为稳定性时，取a>b，且a+b= I;在所述目标定为所推荐簇首处于簇中心位置时，取a < b,且a+b = I,默认值取a = b = 0.5。
6.根据权利要求4所述的ー种节点簇簇首快速推举方法,其特征在于所述车节点移动性均值K和车节点对间距均值瓦按下式计算得到，
7.根据权利要求4所述的ー种节点簇簇首快速推举方法，其特征在于所述车节点接收信噪比均值为车节点通信模块所接收到的簇内其它车节点信噪比的平均值灰/?,
8.根据权利要求7所述的ー种节点簇簇首快速推举方法，其特征在于所述比较最小权值边的两端车节点接收信噪比均值，推举较大值者为簇首的方法具体包括:簇内所有N个车节点均声称自己为候选簇首，任选ー车节点构成对应子图G1 ； 比较与簇内其它节点间边的权值w(e)，取最小边权值相连的节点构成新的子图，该图是包含k-1个车节点的子图Glri ； 比较图Glri中各节点和(Gc1-Glrl)中各节点间的所有边的权值，取最小值相连节点，构成新子图 Gk, k = 2，...，N， 若k < N，重复上述比较步骤；若k = N，終止上述比较步骤，则得最小生成树6,； 对最小权值边的两端节点进行接收信噪比均值—比较，选最大者为该生成的根节点Hk,并作为本簇簇首H=Hk ； 在簇内广播“member”信息，接收其它车节点为本簇成员节点，簇成员节点回复“head”消息进行确认，当车节点收到“member”信息，则不再參与簇内交通安全信息的传播，直到系统再次初始化进行簇首更新。`
【文档编号】H04L12/753GK103501270SQ201310482139
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】邱恭安 申请人:南通大学