緩解車輛自組織網絡廣播風暴的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及道路車輛通訊領域，尤其涉及一種緩解車輛自組織網絡廣播風暴的方 法及裝置。
【背景技術】
[0002] 車輛自組織網絡(VANET)在5.9GHz頻段通過專用短程通信(DSRC)設備進行智能通 信，以獲得與附近車輛進行單跳或者多跳通信的能力。專用短程通信協議的MAC層協議是基 于IEEE802.1 la無線傳輸標準的一個變種。
[0003] 車輛自組織網絡在多個方面與普通的移動自組織網絡不同。1，車輛自組網由大部 分是高移動性的節點組成，與在一個有界區域內任意方向隨機移動不同，在車輛自組網中， 移動是沿著道路有限的方向集的，不同但相近的道路上行駛的車輛可以進行相互的通信。 2,網絡形狀可以采用一維線（用于單車道的道路)或者一個線帶（用于多車道的道路)進行 描述，優于一個方塊或者環形來描述。3，大部分車輛自組網的應用很大程度上依賴廣播來 傳播交通相關信息給一定區域范圍內的節點。
[0004] 車輛自組織網絡中的多跳應用，以廣播的方式，用于發現附近的相鄰車輛，以及傳 播有用的交通信息給在一定區域范圍內的車輛。然而，由于共享無線媒介，盲目地廣播包可 能導致相鄰節點間頻繁的競爭和碰撞，導致廣播風暴。
[0005] 廣播風暴導致嚴重的鏈路層競爭，包沖突，帶寬和處理能力的低效使用，以及由于 高競爭導致的業務中斷。一些路由協議防止網絡泛洪造成的廣播風暴，比如:協議中規定了 擴環搜索的使用，幫助控制廣播區域在幾跳之內；節點可以緩存每一個路由入口一段更長 的時間，也可以代表目的進行回復(免費路由答復)來加速發現進程;節點在一個混合的模 式運行動態源路由（DSR)，創建一個路由表以偵聽其它節點的會話。以上技術在抑制廣播冗 余的同時降低了網絡連接性，延長了路由發現進程。移動自組網中的廣播風暴最主要的缺 點是競爭延遲，延長路由獲取時間，中斷其它正在進行的通信。
[0006] 車輛自組織網絡中，廣播被用于傳播一定區域內的交通相關的信息(例如，繞道的 路徑、事故警報、施工警告，如圖1)。這些信息并不像請求一個路由那樣對時間要求嚴格，交 通信息需要更長時間周期地保持在網絡中（例如幾個小時，甚至幾天）。路邊單元(RSU)廣播 交通信息就可以周期性地重復廣播以保持信息有效性。因此，如果道路上的交通密度和路 邊單元廣播消息的頻次較高，可能會產生廣播風暴，浪費了帶寬和處理時長，增大了介質接 入延時。雖然這意味著消息到達距離廣播單元幾跳之外的車輛需要增加一些時延，但從終 端用戶的角度看，這種延遲的增加是微不足道的。廣播風暴在車輛自組網中最主要的影響， 并不是過多的跳數或者是長時間的延遲，因為在一個交通擁塞的場景，總的端到端的延遲 也不過比無交通擁塞多幾毫秒。如果廣播包并沒有攜帶緊急信息，對于司機來說這個時延 是可以忽略不計的。然而，廣播風暴引發的高丟包率可能會使得其它緊急的安全消息丟失。

【發明內容】

[0007] 為此，需要提供一種車輛自組網中抑制廣播冗余的路由協議來避免丟失重要信 息。
[0008] 為實現上述目的，發明人提供了一種緩解車輛自組織網絡廣播風暴的方法，包括 如下步驟，第一節點接收到來自上一節點的數據包，判斷是否是第一次收到該數據包，如是 則計算分配的時隙，計算重發概率，在接收到數據包后經過所述分配的時隙以重發概率重 播數據包，否則將數據包丟棄。
[0009] 進一步地，通過確認包身份標識判斷是否第一次收到該數據包。
[0010] 優選地，包括步驟，第一節點j接收到來自上一節點i的數據包，第一節點j判斷是 否是第一次收到該數據包，如是則以概率PU重播該包，否則將包丟棄；
[0011]
，Du為指定節點i和節點j之間的距離，R為平均傳 輸范圍。
[0012] 具體地，還包括步驟，第一節點將接收到的數據包緩存預設的等待時間后重播數 據包。
[0013] 具體地，若第一節點在重發前的預設等待時間內接收到多個來源的同一數據包， 分別計算轉發概率并以最低的轉發概率重播數據包。
[0014] 具體地，還包括步驟，若第一節點在重發前的預設等待時間內未到其他來源的同 一數據包，則以概率1重播數據包。
[0015] 優選地，判斷為是第一次收到該數據包后還包括步驟，計算分配的時隙判斷 在分配的時隙?內是否收到過任何相同的數據包，未收到則以概率1重發該包，收到則將 包丟棄；
[0016] 其中7?.計算如下，7? = ? X τ
[0017] τ是轉發一跳延遲的估計值，包括介質接入延遲和傳播延遲;是分配的時隙數， 計算如下：
[0019] Ns為交通密度函數。
[0020] 進一步地，包括步驟，第一節點j接收到來自上一節點節點i的數據包，第一節點j 判斷是否是第一次收到該數據包，如否則丟棄數據包，如是則計算分配的時隙判斷在 分配的時隙7?內是否收到過任何重復的數據包，未收到則以概率1重發該包，收到則將包 丟棄；
[0021] 其中7^.計算如下，7?二％ X T
[0022] τ是轉發一跳延遲的估計值，包括介質接入延遲和傳播延遲;是分配的時隙數， 計算如下：
[0024] Ns為交通密度函數，Dij為指定節點i和節點j之間的距離，R為平均傳輸范圍。
[0025] 優選地，還包括步驟，使用包接收信號強度信息計算分配的時隙及計算重發概率。
[0026] -種緩解車輛自組織網絡廣播風暴的裝置，包括接收模塊、判斷模塊、時隙計算模 塊、概率計算模塊、發送模塊、刪除模塊，
[0027] 所述接收模塊用于接收到來自上一節點的數據包；
[0028] 所述判斷模塊用于判斷是否是第一次收到該數據包，并在判斷為否時使能刪除模 塊，在判斷為是時使能發送模塊；
[0029] 所述時隙計算模塊用于計算分配的時隙；
[0030] 所述概率計算模塊用于計算重發概率；
[0031] 所述發送模塊用于經過所述分配的時隙以重發概率重播數據包；
[0032] 所述刪除模塊用于將數據包丟棄。
[0033] 具體地，所述判斷模塊用于通過確認包身份標識判斷是否第一次收到該數據包。
[0034] 優選地，所述接收模塊用于通過第一節點j接收到來自上一節點i的數據包；
[0035] 所述判斷模塊用于通過第一節點j判斷是否是第一次收到該數據包，如是則使能 發送模塊，否則使能刪除模塊；
[0036] 所述發送模塊用于以重發概率Plj重播該包，
[0037]
，Dij為指定節點i和節點j之間的距離，R為平均傳 輸范圍；
[0038]所述刪除模塊用于將包丟棄。
[0039] 進一步地，還包括緩存模塊，所述緩存模塊用于將接收到的數據包緩存預設的等 待時間。
[0040] 具體地，所述概率計算模塊還用于在重發前的預設等待時間內接收到多個來源的 同一數據包時分別計算轉發概率；
[0041 ]所述發送模塊還用于以最低的重發概率重播數據包。
[0042] 具體地，所述發送模塊還用于在重發前的預設等待時間內未到其他來源的同一數 據包時，以概率1重播數據包。
[0043] 具體地，所述時隙計算模塊還用于在判斷為是第一次收到該數據包后計算分配的 時隙心,7 ;
[0044] 所述判斷模塊還用于判斷在分配的時隙內是否收到過任何相同的數據包，未 收到則使能發送模塊，收到則使能刪除模塊；
[0045] 所述發送模塊還用于以概率1重發該包；
[0046] 所述刪除模塊用于將包丟棄；
[0048] τ是轉發一跳延遲的估計值，包括介質接入延遲和傳播延遲;是分配的時隙數， 計算如下：
[0050] Ns為交通密度函數。
[0051 ]進一步地，所述接收模塊用于通過第一節點j接收到來自上一節點節點i的數據 包，所述判斷模塊用于通過第一節點j判斷是否是第一次收到該數據包，如否則使能刪除模 塊，如是則使能計算模塊；
[0052] 所述計算模塊用于計算分配的時隙;
[0053] 所述判斷模塊還用于判斷在分配的時隙.內是否收到過任何重復的數據包，未 收到則使能發送模塊，收到則使能刪除模塊；
[0054] 所述發送模塊還用于以概率1重發該包；
[0055] 所述刪除模塊用于將包丟棄；
[0056] 其中八"計算如下，二％ X T
[0057] τ是轉發一跳延遲的估計值，包括介質接入延遲和傳播延遲;是分配的時隙數， 計算如下：
[0059] Ns為交通密度函數，Dij為指定節點i和節點j之間的距離，R為平均傳輸范圍。
[0060]優選地，所