一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法与流程

本发明涉及城市环境的车载网络，更特别地说，是指一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法。

背景技术：

在城市环境的车载网络中，由于车辆密度大，如果一个报文在广播的过程中，如果不限制中继，每个接收到该报文的车辆节点再次广播，这样就会造成短时间内该报文消息在车载网络内大范围的复制和广播，占用大量的带宽，导致网络传输不能正常的运行，甚至彻底瘫痪，这就是“广播风暴”现象。在车载网络中，通常采用减少中继节点的方式来抑制“广播风暴”的现象。

城市环境车载网络的主要应用是通过广播紧急安全消息，并设计协议尽可能快的广播这些安全消息给邻居节点，来提升道路交通的安全性，达到安全驾驶的目的。在真实的城市车载网络环境下，车辆节点的通信往往会由于信号干扰和建筑物的遮挡形成链路状态不稳定的情况，造成信息传输的丢失。在车载网领域，存在许多的无线信道传输模型，例如TwoRayGround模型和Nakagami模型。TwoRayGround译文为双线模型。Nakagami译文为中上模型。

TwoRayGround模型是目前车载网仿真平台最常见的无线信道模型。然而，Nakagami模型由于是根据传输距离递减的形态，更符合车载网无线通信的实际情况。Nakagami的概率密度函数是Γ是伽马函数，x是车辆之间的距离，m是该模型的形状参数，Ω是平均信号功率。参考International Journal of Automation and Computing，August 2012,378-387，《An adaptive and opportunistic broadcast protocol for vehicular ad hoc networks》。

TwoRayGround模型和Nakagami模型的概率分布如图1所示。图1展示了两种无线信道模型在没有干扰下的距离与接收成功率的关系，TwoRayGround的期望传输距离是250米，在小于250米的情况下传输成功率为1，大于250米的情况下传输成功率为0。然而对于Nakagami模型，m是该模型的形状参数，m的值越大，则Nakagami模型的信道衰退趋势就越明显，图1中列出了在m＝1和m＝3时的信道衰退情况，Nakagami-1是指m＝1的情况，Nakagami-3是指m＝3的情况，可以看出，总体上Nakagami模型的传输成功率随着距离的增加而递减，而且Nakagami-3的衰退幅度要比Nakagami-1明显。由于车载网的无线信道是很容易受到干扰的，因此这种现象更符合车载网的真实环境。

技术实现要素：

为了解决了城市环境下的车载网络广播的“广播风暴”问题，并能尽可能快的广播紧急安全消息，本发明提出了一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法。在车辆节点收到紧急安全消息的相关报文消息时，会遍历其邻居节点集，通过考虑邻居节点的信道衰退和转发概率的参数，确定最优的三个转发中继节点，并采用无线通信的方式将紧急安全消息报文广播出去。

本发明是一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法，其特征在于包括有下列步骤：

步骤一：任意一车载节点V_i周期性广播HELLO报文；

步骤101：任意一车载节点V_i读取前一次广播报文时间

步骤102：比较系统时间T_系统与前一次广播报文时间

若执行步骤103；τ为报文广播周期的时间；

若执行步骤105；

步骤103：在下，为当前广播报文时间，车载节点V_i生成HELLO报文，执行步骤104；

步骤104：所述车载节点V_i广播HELLO报文，执行步骤201；

步骤105：若所述车载节点V_i不生成HELLO报文，返回步骤102；

步骤二：任意一车辆节点V_i更新邻居节点信息；

任意一车辆节点V_i依据接收到的信标HELLO报文来构建属于自己的邻居节点集合

步骤201：在一个报文广播周期τ里，任意一车辆节点V_i接收信标HELLO报文，执行步骤202；

步骤202：所述车辆节点V_i从接收到的所有HELLO报文中提取出邻居节点的唯一标识符，并将新增的邻居节点加入属于所述V_i的邻居节点集合中，从而更新所述邻居节点集合得到更新后的邻居节点集合并执行步骤203；

步骤203：所述车辆节点V_i从接收到的所有HELLO报文中提取出车载节点状态信息，并将新增的邻居节点的状态信息加入属于所述V_i的车载节点状态信息集中，从而更新所述车载节点状态信息集得到更新后的车载节点状态信息集合并执行步骤204；

步骤204：由于中存在有邻居节点因此，所述车辆节点V_i能够接收到紧急安全消息msg_c，则执行步骤301，否则执行步骤201；

步骤三：任意一车辆节点V_i收到紧急安全消息；

步骤301：任意一车辆节点V_i将接收到的紧急安全消息msg_c与属于所述V_i的车辆—消息集进行对比，若所述中已存在相同的msg_c，则执行步骤302；若所述中不存在相同的msg_c，则执行步骤303；

步骤302：所述车辆节点V_i丢弃接收到的紧急安全消息msg_c，并执行步骤301；

步骤303：所述车辆节点V_i把接收到的紧急安全消息msg_c添加到自己的车辆—消息集中，执行步骤401；

步骤四：任意一车辆节点V_i处理邻居节点中继权重；

步骤401，任意一车辆节点V_i的地理位置信息记为邻居节点的地理位置信息记为x为经度，y为纬度；而邻居节点的地理位置信息是通过接收到的信标HELLO报文中提取到的；因此，车辆节点V_i会与邻居节点集中各个邻居节点依据两点间距离公式进行相对距离计算，得到相对距离集合为执行步骤402；

依据两点间距离公式计算车辆节点V_i相对于第一个邻居节点的距离，记为

依据两点间距离公式计算车辆节点V_i相对于第二个邻居节点的距离，记为

依据两点间距离公式计算车辆节点V_i相对于任意一邻居节点的距离，记为

依据两点间距离公式计算车辆节点V_i相对于最后一个邻居节点的距离，记为

步骤402，依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i相对于属于自身的邻居节点集中各个邻居节点之间相对距离的接收成功率构成的集合记为距离间接收成功率集合执行步骤403；

依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i与第一个邻居节点之间距离的接收成功率，记为

依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i与第二个邻居节点之间距离的接收成功率，记为

依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i与任意一邻居节点之间距离的接收成功率，记为

依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i与最后一个邻居节点之间距离的接收成功率，记为

步骤403，计算属于车辆节点V_i的邻居节点集中每一个邻居节点的期望传输距离，得到期望传输距离集合执行步骤404；

计算属于车辆节点V_i的第一个邻居节点的期望传输距离

计算属于车辆节点V的第二个邻居节点的期望传输距离

计算属于车辆节点V_i的任意一邻居节点的期望传输距离

u,k为属于车辆节点V_i的另外2个邻居节点标识符，即第u个邻居节点第k个邻居节点且u,k为位于邻居节点标识号j之前的邻居节点；

计算属于车辆节点V_i的最后一个邻居节点的期望传输距离

步骤404：计算属于车辆节点V_i的邻居节点集中每一个邻居节点的期望传输时间，得到期望传输时间集合执行步骤405；

计算属于车辆节点V_i的第一个邻居节点的期望传输时间

计算属于车辆节点V_i的第二个邻居节点的期望传输时间

计算属于车辆节点V_i的任意一邻居节点的期望传输时间

计算属于车辆节点V_i的最后一个邻居节点的期望传输时间

步骤405：计算属于车辆节点V_i的邻居节点集中每一个邻居节点的期望传输速度，得到期望传输速度集合执行步骤406；

计算属于车辆节点V_i的第一个邻居节点的期望传输速度

计算属于车辆节点V_i的第二个邻居节点的期望传输速度

计算属于车辆节点V_i的任意一邻居节点的期望传输速度

计算属于车辆节点V_i的最后一个邻居节点的期望传输速度

步骤406：计算属于车辆节点V_i收到的紧急安全消息msg_c的概率权重

步骤407：依据步骤406得到的概率权重来计算属于所述车辆节点V_i的邻居节点集中每个邻居节点转发紧急安全消息msg_c的转发概率，得到消息—转发概率集执行步骤408；

依据步骤406得到的概率权重来计算车辆节点V_i的第一个邻居节点的消息—转发概率为

依据步骤406得到的概率权重来计算车辆节点V_i的第二个邻居节点的消息—转发概率为

依据步骤406得到的概率权重来计算车辆节点V_i的任意一个邻居节点的消息—转发概率为R_通信是车载网环境下车辆节点的通信距离；

计算车辆节点V_i的最后一个邻居节点的消息—转发概率为

步骤408：根据所述的和所述的来计算属于车辆节点V_i的邻居节点集中每一个邻居节点在转发紧急安全消息msg_c的转发权重，得到中继权重集合为执行步骤501；

根据期望传输速度和消息—转发概率为来计算属于车辆节点V_i的第一个邻居节点的中继权重为

根据期望传输速度和消息—转发概率为来计算属于车辆节点V_i的第二个邻居节点的中继权重为

根据期望传输速度和消息—转发概率为来计算属于车辆节点V_i的任意一邻居节点的转发紧急安全消息msg_c的转发权重为

根据期望传输速度和消息—转发概率为来计算属于车辆节点V_i的最后一个邻居节点的中继权重为

步骤五：任意一车辆节点指定转发中继节点；

步骤501：车辆节点V_i采用从大到小对所有邻居节点的中继权重进行排序，得到排序后的邻居节点权重集执行步骤502；

步骤502：选取位于所述前三的中继权重对应的邻居节点，作为车辆节点V_i执行广播紧急安全消息msg_c的过程，执行步骤503；

步骤503：若此时广播过程结束，则终止所有步骤，否则车辆节点V_i执行步骤301。

本发明车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法的优点在于：

①采用Nakagami模型作为本发明针对紧急安全消息的接收成功率的计算，，使得本发明进行中继节点优选过程更加符合车载网的真实情况。

②本发明采用期望传输速度使得中继节点更靠近源节点，使得邻居节点之间的通信具备更高的接收成功率，解决了邻居节点间距离较远带来的传输成功率低的问题。③本发明选取中继权重值前三对应的邻居节点作为中继节点进行紧急安全消息的传输，提高了紧急安全消息的传输可靠性。

④采用本发明的中继节点的优选方法，能够以最小的代价减小转发节点的数目，解决了“广播风暴”的问题。

附图说明

图1是TwoRayGround模型和Nakagami模型的距离与接收成功率的概率分布图。

图2是车辆行驶道路场景示意图。

图3是本发明车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法的流程图。

图4是本发明中多种协议进行报文广播的时延对比图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

在城市环境的车载网络中，存在有多个车辆汇成车辆集Vehicle，单个车辆记为V，车辆集Vehicle采用集合的形式记为Vehicle＝{V₁,V₂,…,V_i,…,V_A}，其中：

V₁表示城市环境中的第一辆车；

V₂表示城市环境中的第二辆车；

V_i表示城市环境中的任意一辆车，i表示车辆的标识号；在本发明中，在车载网络中任意一辆车也称为一个车载节点；

V_A表示城市环境中的最后一辆车；A表示城市环境的车载网络中车辆总数。

在城市环境的车载网络中，所述任意一车载节点V_i的地理位置信息记为x为经度，y为纬度。

在城市环境的车载网络中，对于任意一车载节点V_i来说，一跳范围内的车载节点都属于所述V_i的邻居节点，因此所述V_i的邻居节点集采用集合的形式记为其中：

表示属于所述车载节点V_i的第一个邻居节点；

表示属于所述车载节点V_i的第二个邻居节点；

表示属于所述车载节点V_i的任意一个邻居节点，j表示邻居节点的标识号；

表示属于所述车载节点V_i的最后一个邻居节点；E表示属于所述车载节点V_i的邻居节点的总数，且E＜A。

在城市环境的车载网络中，属于V_i的任意一个邻居节点的地理位置信息记为x为经度，y为纬度。

在本发明中，所要解决的技术问题是如何选取合适的中继节点来传输紧急安全消息。车辆在行驶过程中由于紧急情况比如车辆碰撞、紧急变道、突变天气等因素产生的紧急事件而发送的安全消息，则称为“紧急安全消息”。所述紧急安全消息具有突发性、不可预知性以及破坏性强等特点。这类消息往往是由产生碰撞的车辆或者是距离出事地点最近的车辆首先发出，由于产生这类交通事件直接影响到了驾驶员和行人的生命安全，因此紧急安全消息对于传输的时间和可靠性的要求都比较高。在城市环境的车载网络中，多条紧急安全消息汇成的紧急安全消息集MSG，单条紧急安全消息记为msg，所述紧急安全消息集MSG采用集合的形式记为MSG＝{msg₁,msg₂,…,msg_c,…,msg_C}，其中：

msg₁表示城市环境的车载网络中的第一条紧急安全消息；

msg₂表示城市环境的车载网络中的第二条紧急安全消息；

msg_c表示城市环境的车载网络中的任意一条紧急安全消息；c表示紧急安全消息的标识号；为了方便说明，令紧急安全消息msg_c是由邻居节点发出的。

msg_C表示城市环境的车载网络中的最后一条紧急安全消息；C表示城市环境的车载网络中紧急安全消息的总数。

在本发明中，紧急安全消息集MSG＝{msg₁,msg₂,…,msg_c,…,msg_C}中的各个消息之间没有重复，即每条消息的内容均不同。

在城市环境的车载网络中，广播任意一条紧急安全消息msg_c需经过多条道路，因此道路—消息集采用集合的形式记为其中：

表示广播紧急安全消息msg_c经过的第一条道路；

表示广播紧急安全消息msg_c经过的第二条道路；

表示广播紧急安全消息msg_c经过的任意一条道路，h表示所述msg_c经过的道路的标识号；

表示广播紧急安全消息msg_c经过的最后一条道路；H表示广播紧急安全消息msg_c经过的道路的总条数，且H＜B。

在城市环境的车载网络中，任意一车载节点V_i能够接收到多条紧急安全消息msg，因此车辆—消息集采用集合的形式记为其中：

表示车辆节点V_i接收到的第一条紧急安全消息；

表示车辆节点V_i接收到的第二条紧急安全消息；

表示车辆节点V_i接收到的任意一条紧急安全消息，d表示车辆—消息的标识号；

表示车辆节点V_i接收到的最后一条紧急安全消息，D表示城市环境的车载网络中车辆节点V_i接收到的紧急安全消息的总条数，D＜C。

在本发明中，以周期性报文的形式来构建城市环境的车载网络的拓扑结构。本发明中应用到的报文为信标HELLO报文。所述信标HELLO报文的格式为五列多行表格形式。

表示在城市环境的车载网络中信标HELLO报文对应的任意一车载节点V_i的唯一标识符；

表示任意一车载节点V_i广播信标报文HELLO的时间，简称报文广播时间；

表示任意一车载节点V_i在报文广播时间时的速度；

表示任意一车载节点V_i在报文广播时间时所在的道路，

在城市环境的车载网络中，存在有多条道路汇成的道路集Road，记为道路R，所述道路集Road采用集合的形式记为Road＝{R₁,R₂,…,R_b,…,R_B}，其中：

R₁表示城市环境中的第一条道路；

R₂表示城市环境中的第二条道路；

R_b表示城市环境中的任意一条道路；b表示道路的标识号；

R_B表示城市环境中的最后一条道路；B表示城市环境的车载网络中道路总条数。

表示任意一车载节点V_i在报文广播时间时的地理位置信息，x为经度，y为纬度。

在本发明中，在城市环境的车载网络中，一条信标HELLO报文就是一个车载节点的状态报告信息，在信标HELLO报文中包含了车载节点在车载自组织网络中全局唯一的标识符用来唯一的标识此车载节点；报文广播时间也是报文时间戳，同一个车辆节点前后两次广播信标HELLO报文的时间间隔称为报文广播周期，在本发明中定义为τ。

在城市环境的车载网络中，车载节点V_i的所有邻居车辆构成了其的邻居节点集车辆之间通过广播信标HELLO报文的方式构建自己的邻居节点集合。V_i接收到的广播报文中携带的车载节点状态信息记为V_i接收到的广播报文中携带的车载节点状态信息记为V_i接收到的广播报文中携带的车载节点状态信息记为V_i接收到的广播报文中携带的车载节点状态信息记为车载节点V_i接收到的所有邻居节点的车载状态信息记为车载节点状态信息集即

在城市环境的车载网络中，根据车辆的行使轨迹，计算出道路之间的流量转移，如图2所示，假设道路R_b上有100辆车，其中16辆来自道路R₁、21辆来自道路R₂、63辆来自道路其他，则对于道路R_b的流量来源的比例记录如下：

车辆流量占比记为Flow，道路R_b上的车辆来源于道路R₁上的车辆的流量占比(简称为R₁到R_b的车辆流量占比)，道路R_b上的车辆来源于道路R₂上的车辆的流量占比(简称为R₂到R_b的车辆流量占比)。

在城市环境的车载网络中，对于单次广播紧急安全消息的报文过程，从源节点(记为V_源，V_源∈Vehicle)启动广播过程，到达目的节点(记为V_目的，V_目的∈Vehicle)收到广播的报文的时间，称为一次广播时延周期，记为One Time Transmission(OTT)，这个时间是反映广播速度的变量，一次广播时延周期通常由三部分组成，首先是节点竞争信道时间，记为T_o，其次是报文的传输时延，记为T_q，它包括协议头部(报文头部)传输时间和报文有效数据负载传输时间；最后是报文消息的广播时间，记为T_p，是报文在无线信道中的传播时间，由于无线信道通常都是电磁波，因此在光速传播下这个时间很小，几乎可以忽略不计。因此OTT的计算为三个时间之和OTT＝T_o+T_q+T_p。

参见图3所示，本发明的一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法，包括有下列步骤：

步骤一：任意一车载节点V_i周期性广播HELLO报文；

在本发明中，城市环境的车载网络的系统时间记为T_系统，并在车载网络系统中记录任意一车载节点V_i每次广播信标HELLO报文的时间。即车载节点V_i当前广播HELLO报文的时间记为(简称为当前广播报文时间)，车载节点V_i位于所述时间之前广播HELLO报文的时间记为(简称为前一次广播报文时间)，车载节点V_i位于所述时间之后广播HELLO报文的时间记为(简称为下一次广播报文时间)，所述所述和所述都属于报文广播时间里的一个时刻。报文广播周期的时间记为τ，单位为秒。

步骤101：任意一车载节点V_i读取时间；

步骤102：比较T_系统与

若执行步骤103；

若执行步骤105；

步骤103：在车载节点V_i生成HELLO报文，执行步骤104；

步骤104：所述车载节点V_i广播HELLO报文，执行步骤201；

步骤105：若所述车载节点V_i不生成HELLO报文，返回步骤102。

举例，广播HELLO报文的周期时间τ为100秒广播1次，若系统时间T_系统为北京时间(24小时制)8:31:00秒，前一次广播报文时间为8:30:00秒，即所述时间之后广播HELLO报文的时间应该为秒，由于在T_系统之前且T_系统在之前(即)，故在当前的系统时间T_系统里，车载节点V_i不生成HELLO报文。

举例，广播HELLO报文的周期时间τ为100秒广播1次，若系统时间T_系统为北京时间(24小时制)8:31:42秒，前一次广播报文时间为8:30:00秒，即所述时间之后广播HELLO报文的时间应该为秒，由于在T_系统之前且T_系统在之后(即)，故在当前的系统时间T_系统里，车载节点V_i生成HELLO报文。

步骤二：任意一车辆节点V_i更新邻居节点信息；

在本发明中，任意一车辆节点V_i依据接收到的信标HELLO报文来构建属于自己的邻居节点集合

因此，在前一个报文广播周期里能够构成属于所述V_i的邻居节点集合记为

因此，在当前的一个报文广播周期里能够构成属于所述V_i的邻居节点集合记为

因此，在前一个报文广播周期里能够构成属于所述V_i的车载节点状态信息集记为

因此，在当前的一个报文广播周期里能够构成属于所述V_i的车载节点状态信息集记为

步骤201：在一个报文广播周期τ里，任意一车辆节点V_i接收信标HELLO报文，并执行步骤202；

步骤202：所述车辆节点V_i从接收到的所有HELLO报文中提取出邻居节点的唯一标识符，并将新增的邻居节点加入属于所述V_i的邻居节点集合中，从而更新所述邻居节点集合得到更新后的邻居节点集合并执行步骤203；

步骤203：所述车辆节点V_i从接收到的所有HELLO报文中提取出车载节点状态信息，并将新增的邻居节点的状态信息加入属于所述V_i的车载节点状态信息集中，从而更新所述车载节点状态信息集得到更新后的车载节点状态信息集合并执行步骤204；

步骤204：由于中存在有邻居节点因此，所述车辆节点V_i能够接收到紧急安全消息msg_c，则执行步骤301，否则执行步骤201；

步骤三：任意一车辆节点V_i收到紧急安全消息；

步骤301：任意一车辆节点V_i将接收到的紧急安全消息msg_c与属于所述V_i的车辆—消息集进行对比，若所述中已存在相同的msg_c，则执行步骤302；若所述中不存在相同的msg_c，则执行步骤303；

步骤302：所述车辆节点V_i丢弃接收到的紧急安全消息msg_c，若此时广播过程结束，则终止所有步骤，否则并执行步骤301；

步骤303：所述车辆节点V_i把接收到的紧急安全消息msg_c添加到自己的车辆—消息集中，执行步骤401；

步骤四：任意一车辆节点V_i处理邻居节点中继权重；

步骤401：在本发明中，任意一车辆节点V_i的地理位置信息记为邻居节点的地理位置信息记为x为经度，y为纬度；而邻居节点的地理位置信息是通过接收到的信标HELLO报文中提取到的。因此，车辆节点V_i会与邻居节点集中各个邻居节点依据两点间距离公式进行相对距离计算，得到相对距离集合为执行步骤402；

依据两点间距离公式计算车辆节点V_i相对于第一个邻居节点的距离，记为

依据两点间距离公式计算车辆节点V_i相对于第二个邻居节点的距离，记为

依据两点间距离公式计算车辆节点V_i相对于任意一邻居节点的距离，记为

依据两点间距离公式计算车辆节点V_i相对于最后一个邻居节点的距离，记为

在本发明的计算车辆节点V_i相对属于自身的邻居节点集的相对距离中，需要遍历完成所有的邻居节点之后，才能进行一下步的处理。本文中若非说明，均要对邻居节点进行全部遍历。

步骤402，依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i相对于属于自身的邻居节点集中各个邻居节点之间相对距离的接收成功率构成的集合记为距离间接收成功率集合执行步骤403；

依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i与第一个邻居节点之间距离的接收成功率，记为

依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i与第二个邻居节点之间距离的接收成功率，记为

依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i与任意一邻居节点之间距离的接收成功率，记为

依据Nakagami模型的概率密度函数关系计算车辆节点V_i与最后一个邻居节点之间距离的接收成功率，记为

步骤403，计算属于车辆节点V_i的邻居节点集中每一个邻居节点的期望传输距离，得到期望传输距离集合执行步骤404；

计算属于车辆节点V_i的第一个邻居节点的期望传输距离

计算属于车辆节点V_i的第二个邻居节点的期望传输距离

计算属于车辆节点V_i的第三个邻居节点的期望传输距离在本发明中，列出第三个邻居节点的期望传输距离是为了说明累加的形式。

计算属于车辆节点V_i的任意一邻居节点的期望传输距离

在本发明中，u,k为属于车辆节点V_i的另外2个邻居节点标识符，即邻居节点邻居节点且u,k为位于邻居节点标识号j之前的邻居节点。

计算属于车辆节点V_i的最后一个邻居节点的期望传输距离

步骤404：计算属于车辆节点V_i的邻居节点集中每一个邻居节点的期望传输时间，得到期望传输时间集合执行步骤405；

计算属于车辆节点V_i的第一个邻居节点的期望传输时间

计算属于车辆节点V_i的第二个邻居节点的期望传输时间

计算属于车辆节点V_i的第三个邻居节点的期望传输时间

计算属于车辆节点V_i的任意一邻居节点的期望传输时间

计算属于车辆节点V_i的最后一个邻居节点的期望传输时间

步骤405：计算属于车辆节点V_i的邻居节点集中每一个邻居节点的期望传输速度，得到期望传输速度集合执行步骤406；

计算属于车辆节点V_i的第一个邻居节点的期望传输速度

计算属于车辆节点V_i的第二个邻居节点的期望传输速度

计算属于车辆节点V_i的第三个邻居节点的期望传输速度

计算属于车辆节点V_i的任意一邻居节点的期望传输速度

计算属于车辆节点V_i的最后一个邻居节点的期望传输速度

步骤406：计算属于车辆节点V_i收到的紧急安全消息msg_c的概率权重

步骤407：依据步骤406得到的概率权重来计算属于所述车辆节点V_i的邻居节点集中每个邻居节点转发紧急安全消息msg_c的转发概率，得到消息—转发概率集执行步骤408；

依据步骤406得到的概率权重来计算车辆节点V_i的第一个邻居节点的消息—转发概率为R_通信是车载网环境下车辆节点的通信距离；

依据步骤406得到的概率权重来计算车辆节点V_i的第二个邻居节点的消息—转发概率为

依据步骤406得到的概率权重来计算属于所述车辆节点V_i的邻居节点集中每个邻居节点转发紧急安全消息msg_c的转发概率，即消息—转发概率为

依据步骤406得到的概率权重来计算车辆节点V_i的最后一个邻居节点的消息—转发概率为

步骤408：根据所述的和所述的来计算属于车辆节点V_i的邻居节点集中每一个邻居节点在转发紧急安全消息msg_c的转发权重，得到中继权重集合为执行步骤501；

根据期望传输速度和消息—转发概率为来计算属于车辆节点V_i的第一个邻居节点的中继权重为

根据期望传输速度和消息—转发概率为来计算属于车辆节点V_i的第二个邻居节点的中继权重为

根据期望传输速度和消息—转发概率为来计算属于车辆节点V_i的任意一邻居节点的转发紧急安全消息msg_c的转发权重为

根据期望传输速度和消息—转发概率为来计算属于车辆节点V_i的最后一个邻居节点的中继权重为

步骤五：任意一车辆节点指定转发中继节点；

步骤501：车辆节点V_i采用从大到小对所有邻居节点的中继权重进行排序，得到排序后的邻居节点权重集执行步骤502；

步骤502：选取位于所述前三的中继权重对应的邻居节点，作为车辆节点V_i执行广播紧急安全消息msg_c的过程，执行步骤503；

步骤503：若此时广播过程结束，则终止所有步骤，否则车辆节点V_i执行步骤301。

实施例1

本发明通过在车载网络仿真软件NS2(Network Simulator)上进行模拟实验，配置的仿真参数如下：

本发明的对比试验有p-persistent协议(译文为P坚持协议)，即邻居节点以任意的概率P广播，以1-P不广播；flooding协议(译文为洪泛广播协议)，即每个收到紧急安全消息的节点都会广播；SRP协议(译文为最近节点限制协议)，一种基于最远最优先的路由协议，即距离源车辆节点越远的车辆节点转发的概率越高，实验结果如图4所示。

有效时延是指紧急安全消息在广播到2km距离范围所需要的时间，是最能反映紧急安全消息传播速度的参数。SPR路由协议采用的是最远最优先的策略，在低密度的情况下其传播的时延最小。随着车辆密度的增加，紧急安全消息碰撞加剧，信道拥堵也会加大，极端情况下就会造成报文的丢失。而本发明选取的中继都是基于位置和速度最优的邻居节点，且中继节点较少，信道碰撞的概率就会偏小，因此由于车辆密度加大造成的时延上升并不明显。本发明中提出的紧急安全消息的传输中继节点优选方法相比较于洪泛广播协议，在广播时延上减少了21％；与P坚持协议相比，广播时延减少了22％；与最近节点限制协议相比，广播时延减少了8％，因此本发明的紧急安全消息的传输中继节点优选方法在降低广播时延上效果显著。

本发明是一种车载网络紧急安全消息的传输中继节点的优选方法，所要解决的是如何提高紧急安全消息的转发成功率的技术问题，该方法通过对邻居节点的期望传输距离、期望传输时间、期望传输速度并结合车载节点收到的紧急安全消息的概率权重，最终获得中继权重；最后，选取排序前三的中继权重对应的邻居节点来转发紧急安全消息的技术手段，从而解决了城市环境下的车载网络广播的“广播风暴”问题，达到快速的广播紧急安全消息的技术效果。