申请/专利权人：南京邮电大学

申请日：2023-02-27

公开（公告）日：2023-05-30

公开（公告）号：CN115865785B

主分类号：H04L45/12

分类号：H04L45/12;H04L45/02;G06F18/23213

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.30#授权;2023.04.14#实质审查的生效;2023.03.28#公开

摘要：本发明公开了一种基于k‑means聚类的VANET分簇路由方法，包括：1、车辆节点集采用k‑means聚类算法通过迭代选出K个聚类中心节点；2、聚类中心发送簇编号给CM，CM更新路由表；3、进行簇头选择，找到簇头CH后更新CH路由表；4、簇内通信；5、簇间通信。本发明通过分簇指数对k‑means算法进行改进，加快算法的收敛速度得到合适的集群数；通过改进的人工蜂群算法中蚁群的迭代搜索获取k个分簇中全局最优的k个簇头，在不同大小车辆节点集的情况下可以得到数量相近的簇头数量，提高簇头的稳定性；在车辆节点集大小不同的情况下可以将车辆节点间的端到端时延降低到5%；数据包到达率提高到96%。

主权项：1.一种基于k-means聚类的VANET分簇路由方法，其特征在于，基于目标路段内行驶的车辆，按照预设周期性执行以下步骤，保证车辆快速行驶过程中链路的连通性，降低数据包的丢失率；S1：初始化车辆节点集的参数，针对车辆节点集，基于k-means聚类算法通过迭代选出K个聚类中心节点，同时将VANET分为K个簇并给每个簇编号Num；S2：将各个聚类中心节点中所属的每个簇编号Num分别发送给簇内的每个簇成员CM，簇成员CM将编号Num保存到各自的路由表中；S3：基于人工蜂群算法选出每个簇中的簇头节点CH，簇头节点CH将簇成员CM的ID保存在自身路由表中；S4：源节点向簇头节点CH发送路由请求信息，簇头节点CH查询自身路由表，若目的节点的ID存在路由表中，则进行簇内通信，进入步骤S5，否则进行簇间通信，进入步骤S6；S5：簇头节点CH基于KSP路由选择算法选出最短路径，并将最短路径信息返回给源节点；S6：簇头节点CH向路侧单元RSU发送路由请求，路侧单元RSU根据目的节点的簇编号Num和目的节点的ID查找路由表，若找到目的节点则根据KSP路由选择算法选择最短路径，并将最短路径返回给源节点；否则通知源节点目的节点丢失；步骤S1中，基于k-means聚类算法通过迭代选出K个聚类中心节点，具体包括如下步骤：S11、车辆节点数为N，在所有车辆节点中随机选择一个车辆节点作为初始聚类中心K1；S12、计算车辆节点到初始聚类中心的距离disij和链路连通性ρij，并根据车辆节点到初始聚类中心的距离disij和链路连通性ρij选择下一个初始聚类中心KjS13、重复步骤S12,直到选出K个车辆节点作为初始聚类中心；S14、计算每个车辆节点到K个初始聚类中心的分簇指数，根据最小分簇指数值，将车辆节点分配给初始聚类中心；S15、根据轮廓系数Si＝bi-aimax{ai,bi}，重新选择K个簇中的聚类中心；其中，ai是某节点i到同簇群其他节点的平均距离；bi是某节点i到其他簇群内节点的平均距离，轮廓系数越小说明簇内成员和簇头之间联系程度越紧密，网络结构的鲁棒性越强；步骤S12中，所述链路连通性ρij计算定义如下： 其中，Rtden是通信传输半径；是车辆节点i到初始聚类中心Kj之间链路的可持续使用时间；pt是车流模型中，车辆通信时间的概率密度函数； 定义如下： pt定义如下： 其中，是车辆节点i到初始聚类中心Kj相对速度的均值；σved是相对速度ved的方差；σved2是相对速度ved的方差的平方；t0是车辆节点i到初始聚类中心Kj之间连接的开始时间；vi是车辆节点i的速度；是初始聚类中心Kj的速度；vij是vi和之间的差值的绝对值；根据的最大值选择下一个初始聚类中心Kj。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京邮电大学 一种基于k-means聚类的VANET分簇路由方法

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