選取簇首，簇首用 于接收該簇結(jié)構(gòu)中所有簇成員的狀態(tài)信息并向簇首對應的所有簇成員廣播聲明信息，簇成 員根據(jù)接收到的聲明消息自適應調(diào)整下一次發(fā)送自身狀態(tài)信息的時間。
[0033] 采用分水嶺算法將預設區(qū)域劃分為若干個通信小區(qū)，其具體過程為：
[0034] 在預設區(qū)域中，構(gòu)建由路段和交叉口組成的車路網(wǎng)絡拓撲圖，其中，點代表各個路 段，連線代表交叉口，路段的關(guān)聯(lián)路段代表與路段兩側(cè)最近交叉口相連通的路段集合；
[0035] 計算車路網(wǎng)絡拓撲圖中路段與路段之間的連通概率，根據(jù)路段連通概率分布W及 預設連通概率闊值，最終將預設區(qū)域劃分成若干個通信小區(qū)。
[0036] 采用基于動態(tài)時間戳策略進行維護簇結(jié)構(gòu)，其維護過程包括：
[0037] 簇首W廣播的方式來進行傳遞聲明消息，簇成員接收聲明消息并及時轉(zhuǎn)發(fā);在簇 成員的狀態(tài)信息采集階段，簇成員根據(jù)所維護的路由信息向簇首發(fā)送自己的期望狀態(tài)信 息，并由簇首進行融合處理;當簇首消失或簇結(jié)構(gòu)中有無線通信裝置加入時，分別重新選擇 相應的簇首。
[0038] 本發(fā)明的有益效果為：
[0039] (1)為推動面向效率的車路協(xié)同系統(tǒng)應用，本發(fā)明解決了大規(guī)模車路通信網(wǎng)絡中 海量節(jié)點的有效管理與數(shù)據(jù)傳輸問題，本方法將車輛自組織網(wǎng)絡、無線通信及優(yōu)化理論車 路協(xié)同相關(guān)技術(shù)有機整合，創(chuàng)新性地面向大規(guī)模車路通信網(wǎng)絡的"車輛-簇-通信小區(qū)"的= 層數(shù)據(jù)傳輸體系架構(gòu)，提出了一種適應于大規(guī)模車路通信網(wǎng)絡的=層數(shù)據(jù)傳輸方法，該方 法為大規(guī)模車路通信網(wǎng)絡的研究，W及面向效率的車路協(xié)同應用技術(shù)提供可靠的理論支 撐。
[0040] (2)本發(fā)明可W大大縮短W車-車無線多跳方式進行通信的距離，從而可W有效降 低路網(wǎng)中車輛高速移動給鏈路帶來的不良影響，減少斷鏈次數(shù)，降低丟包率;本發(fā)明的車輛 節(jié)點選擇具有最大連通概率的路側(cè)單元RSU進行消息的輔助轉(zhuǎn)發(fā)，進一步提高了數(shù)據(jù)包的 投遞率，運樣在不同車速和車輛數(shù)下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸。
【附圖說明】
[0041 ]圖1為路段連通概率分布圖；
[0042] 圖2為道路網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)及關(guān)聯(lián)路段集合圖；
[0043] 圖3為基于路段位置的簇的建立圖；
[0044] 圖4為基于時間戳序列的簇首選擇與維護圖；
[004引圖5為基于通信小區(qū)和路側(cè)單元RSU輔助轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸策略圖；
[0046] 圖6為通信小區(qū)劃分結(jié)果及接入口圖；
[0047] 圖7為仿真場景圖；
[0048] 圖8為本發(fā)明的基于車輛一簇一通信小區(qū)架構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0049] 下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明：
[0050] 如圖8所示，本發(fā)明的一種基于車輛一簇一通信小區(qū)=層架構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的 傳輸方法，包括：
[0051] 無線通信裝置，所述無線通信裝置安裝于車輛上，其中，在預設區(qū)域內(nèi)劃分的每個 通信小區(qū)的每條單向行駛路段的所有車輛上的無線通信裝置均設置為一個簇結(jié)構(gòu)的簇成 員；所述簇結(jié)構(gòu)還包括從簇成員篩選出的簇首，所述簇首用于接收該簇結(jié)構(gòu)中所有簇成員 的狀態(tài)信息并向簇首對應的所有簇成員廣播聲明信息；
[0052] 所述無線通信裝置包括消息源節(jié)點無線通信裝置和目的節(jié)點無線通信裝置；
[0053] 在消息源節(jié)點無線通信裝置和目的節(jié)點無線通信裝置屬于同一通信小區(qū)的情況 下，所述消息源節(jié)點無線通信裝置用于將接收到的聲明信息經(jīng)簇結(jié)構(gòu)中的簇成員轉(zhuǎn)發(fā)至目 的節(jié)點無線通信裝置，實現(xiàn)消息源節(jié)點無線通信裝置與目的節(jié)點無線通信裝置之間的通 信。
[0054] 此外，在消息源節(jié)點無線通信裝置和目的節(jié)點無線通信裝置歸屬于不同通信小區(qū) 的情況下，消息源節(jié)點無線通信裝置用于將接收到的聲明消息依次經(jīng)過設置于所述消息源 節(jié)點無線通信裝置所在通信小區(qū)的消息源路側(cè)單元W及設置于所述目的節(jié)點無線通信裝 置所在通信小區(qū)的目的路側(cè)單元，最后轉(zhuǎn)發(fā)至目的節(jié)點無線通信裝置，實現(xiàn)消息源節(jié)點無 線通信裝置與目的節(jié)點無線通信裝置之間的通信。
[0055] 其中，車輛節(jié)點的狀態(tài)信息包括ID、速度和位置信息；聲明信息包括簇首ID、速度 和位置信息，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點ID、速度和位置信息，W及轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)。
[0056] 如圖1所示，本發(fā)明利用分水嶺算法，對網(wǎng)絡中具有良好通信性能的地理區(qū)域進行 識別，從而實現(xiàn)對通信小區(qū)的劃分。
[0057] 從圖1可W觀察到，本發(fā)明的算例路網(wǎng)中主要包含S個連通性良好的區(qū)域，如圖1 中的I、n和虹運=部分。根據(jù)路段連通概率分布，用單位1分別減去地圖上每個路段的連通 概率，得到每個路段不連通的概率值施=4-w。路段連通性能越高，該值越小。本發(fā)明根據(jù) 路段地理位置及連通概率分布構(gòu)建拓撲地貌，地貌海拔高度為路段不連通的概率值商乃，由 設連通概率闊值的連通性路段形成邊界。
[0058] 將路網(wǎng)看成由節(jié)點和連線構(gòu)成的圖，其中，點代表各個路段，連線代表交叉口。在 由路段和交叉口組成的路網(wǎng)拓撲圖中，路段的關(guān)聯(lián)路段指的是與路段兩側(cè)最近交叉口相連 通的路段集合。
[0059] 如圖2所示，如果路段Si到路段S成路徑，貝嚇Si和S譜通。路網(wǎng)拓撲圖中的極大連 通子圖稱為該路網(wǎng)的路段連通分量。在圖2中有So~S6運六個路段，其中，與路段So的關(guān)聯(lián)路 段集合為[Sl，S2，S3，S4，S5，S6]。
[0060] 變量定義如下…，Mr:拓撲地貌中局部最小值點;C(Mi)與局部最小值M袖關(guān) 聯(lián)的集水盆內(nèi)路段節(jié)點的集合；71_/?] = ;.s'|/;>(.v)<P〇?)i表示位于平面務=巧,'?）下方的點的 集合;P(n)為第n階段的水化Cn(Mi)表示第n階段集水盆沖點的集合，計算公式如下所示：
[0061] Cn(Mi)=C(Mi) nx[n]；
[0062] C[n]表示第n階段集水盆被水淹沒部分的集合，其表達式為：
[0064] Paccess :通信小區(qū)間接入口最小連通概率闊值;R表示集水盆的數(shù)量。
[006引基于分水嶺算法的通信小區(qū)劃分過程如下：初始化：P(min)=PT，C[min]=T [min]，P(n)=P(n-l)+AP，n迭代增加，不斷浸水，AP表示兩次相鄰浸水操作的水位差。設q 為T[n]的連通分量，則:若qnC[n-l]為空，則q為局部最小值，選擇距離自己最近的集水盆 加入，成為其成員，并令：
[0066] C[n] =q U C[n-1]
[0067] 若qnC[n-l]包含C[n-1]中的一個連通分量，或在同一個集水盆中的多個連通分 量，則說明q位于某些局部最小值構(gòu)成的集水盆內(nèi)，將q加入到該集水盆，并執(zhí)行上式操作； 若qnC[n-l]包含C[n-1]中多于一個連通分量，且運些連通分量不在同一個集水盆中，說明 新的連通分量跨越至少兩個集水盆。
[006引令W=q-q n C[n-1 ]，并在W處構(gòu)建分水嶺。同時，如果P (W) >paccess，在W處構(gòu)造通信 小區(qū)間接入口。當n=max時，浸水結(jié)束，此時集水盆沖點的集合代表了通信小區(qū)沖路段的 集合。
[0069]本發(fā)明的自然路段中的車輛節(jié)點上裝備有GPS和無線通信設備，并利用短程無線 通信發(fā)送給所述車輛節(jié)點周圍的其他車輛節(jié)點；車輛節(jié)點間的通信鏈路是雙向的；確定簇 結(jié)構(gòu)中簇首的轉(zhuǎn)發(fā)控制信息為最高的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級；在簇首進行控制消息廣播的時間點時， 通過GPS時鐘實現(xiàn)各車輛節(jié)點間的同步。
[0070]每個車輛節(jié)點都保存有道路位置信息的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中根據(jù)道路位置將不同的 單向行駛的道路劃分為許多路段，每個路段建立一個簇結(jié)構(gòu)。為避免雙向行駛的道路節(jié)點 反向運動對簇拓撲造成的巨大影響，本發(fā)明中W單向行駛的道路為研究對象，即雙向行駛 的路段會根據(jù)方向的不同劃分為兩個不同的簇。車輛進入該簇的地理范圍自動成為該簇的 成員。
[00川車輛節(jié)點存在立種狀態(tài):成員節(jié)點、簇首節(jié)點及網(wǎng)關(guān)節(jié)點。
[0072] 簇成員（CM):為進入特定路段的車輛節(jié)點自動標識為該簇的成員，簇成員維護有 到達簇首的路由信息。
[0073] 簇首(CH):簇首負責管理和維護，通過一定的算法從簇成員中選取，簇首維護有連 通范圍之內(nèi)的所有節(jié)點的狀態(tài)信息。
[0074] -個簇中，可W有一個簇首，也可W有多個簇首。
[0075] 網(wǎng)關(guān)(CG):為行駛在兩個簇重疊區(qū)域的簇成員，允許接收來自不同簇的簇頭信息。 相鄰簇通過網(wǎng)關(guān)交換簇內(nèi)狀態(tài)信息，同時，在有通信需求時，網(wǎng)關(guān)協(xié)助查詢簇間通信路由。 簇的建立如圖3所示。
[0076] (a)初始簇首的選擇：
[OOW]在簇建立初始階段，節(jié)點都不保存有簇內(nèi)任何狀態(tài)信息。簇首的選擇采用"隨機爭 用，先聲明先得"原