車(chē)聯(lián)網(wǎng)路口場(chǎng)景下分簇算法的研究.pdf

1、近年來(lái)，伴隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的飛速進(jìn)步及汽車(chē)的迅速普及，城市交通安全問(wèn)題和交通堵塞問(wèn)題日益嚴(yán)重。為了提供更加舒適和安全的交通體驗(yàn)，針對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)的研究已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究組織的高度重視。車(chē)聯(lián)網(wǎng)（Vehicular Ad Hoc Networks，VANETs）是移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad HocNetworks，MANETs)在車(chē)輛交通方面的典型應(yīng)用，是利用裝載在車(chē)輛上的電子設(shè)備獲取和道路和交通信息，在人與車(chē)、車(chē)與車(chē)、車(chē)

2、與路邊設(shè)備、車(chē)與建筑物之間，進(jìn)行無(wú)線通信和信息交互，以實(shí)現(xiàn)智能交管控制、實(shí)時(shí)路況信息共享及乘客的娛樂(lè)和廣告發(fā)布等服務(wù)的一體化網(wǎng)絡(luò)。由于車(chē)聯(lián)網(wǎng)具有節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化迅速，節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡受道路限制等不同于移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，以往的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)MANET中的分簇算法將不再適用于車(chē)聯(lián)網(wǎng)。在這種情況下，設(shè)計(jì)更加符合車(chē)聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)，并且高效、穩(wěn)定、可靠的分簇算法已迫在眉睫。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴LOSC(Low Overhea

3、d and Stable Clustering scheme)算法。算法針對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)路口場(chǎng)景，結(jié)合節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)移動(dòng)性和信道質(zhì)量，提出了一個(gè)新的簇頭能力參數(shù)M，并基于該參數(shù)設(shè)計(jì)了LOSC簇生成算法:比較每個(gè)節(jié)點(diǎn)的簇頭選舉參數(shù)M的大小，選舉M值最小的節(jié)點(diǎn)成為簇頭并生成簇，進(jìn)而提高了簇的穩(wěn)定性。通過(guò)簇維護(hù)過(guò)程中的“簇頭預(yù)先選舉機(jī)制”(Cluster Head Electing inAdvance Mechanism，CHEAM)，幫助簇成員預(yù)測(cè)

4、其在簇內(nèi)停留的時(shí)間，并在簇成員離開(kāi)當(dāng)前簇前預(yù)先選擇下一任簇頭。以簇頭預(yù)先選舉機(jī)制為核心的LOSC簇維護(hù)算法，明顯地降低了車(chē)聯(lián)網(wǎng)中的孤立節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信開(kāi)銷(xiāo)。⑵EnLOSC(Enhanced Low Overhead and Stable Clustering scheme)算法。該算法以LOSC算法為基礎(chǔ)，針對(duì)簇維護(hù)策略的負(fù)載均衡和安全性等問(wèn)題進(jìn)行了修正。EnLOSC算法沿用了LOSC算法中的簇頭預(yù)先選舉機(jī)制CHEAM，在此基礎(chǔ)上，設(shè)

5、計(jì)了兩種新的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)表征參數(shù):簇大小參數(shù)和節(jié)點(diǎn)密度參數(shù)，并利用這些參數(shù)提出了簇合并和分裂機(jī)制(Cluster Merging and Splitting Mechanisms)，該機(jī)制能夠保持網(wǎng)絡(luò)和簇的負(fù)載均衡。同時(shí)，為了防止惡意節(jié)點(diǎn)破壞簇內(nèi)以及簇間的通信，設(shè)計(jì)了惡意節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和剔除機(jī)制(Discovery& Elimination Scheme，DES)?；谝陨蠀?shù)和機(jī)制，提出EnLOSC簇維護(hù)算法，在降低孤立節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)的同時(shí)