技术特征：
1.一种基于消息类型和网络连通状态的车联网多跳广播方法，其特征在于，所述车联网多跳广播方法包括以下步骤：s1、检测到紧急事件的源车辆，根据紧急事件的严重程度，确定待广播的紧急消息类型，所述紧急消息类型包括时延敏感消息和非时延敏感消息；s2、根据一跳邻居信息表和重传次数，当前中继车辆确定网络连通状态；其中，网络连通状态分为连接状态、连接到断连状态、断连状态、断连到连接状态，连接状态简称cs，连接到断连状态简称c2ds，断连状态简称ds，断连到连接状态简称d2cs；s3、根据网络连通状态和紧急消息类型，当前中继车辆确定中继策略，更新控制消息并以确定的中继策略广播紧急消息；s4、根据控制消息，候选中继车辆设置相应等待时间或采取责任转交机制；s5、最先广播的候选中继车辆升级为当前中继车辆，并重复上述步骤s2-s4，直至紧急消息传输到目标区域。2.根据权利要求1所述的一种基于消息类型和网络连通状态的车联网广播方法，其特征在于，所述步骤s1中，若源车辆检测到的紧急事件具有不可避免且破坏性高的属性，则判定紧急消息为时延敏感消息，否则为非时延敏感消息。3.根据权利要求2所述的一种基于消息类型和网络连通状态的车联网广播方法，其特征在于，所述步骤s3中控制消息包括六个字段，前四个字段分别为nscf、pscf、rscf、escf，这四个字段用于指示当前所采取的中继策略；第五个字段为集合ω，用于存储候选中继车辆的id和等待时间，只有当前中继车辆采用集中式的方式挑选中继时，当前中继车辆往集合ω中填入候选中继的id和等待时间，否则ω为空；第六个字段为s，用于指示紧急消息是否时延敏感，紧急消息是时延敏感消息，则将s置1，反之置0。4.根据权利要求3所述的一种基于消息类型和网络连通状态的车联网广播方法，其特征在于，所述步骤s2中一跳邻居信息表建立过程为：车辆定期广播基本安全消息，所述基本安全消息的内容包括：车辆id、车辆位置、车辆速度、前向最远邻居id、后向最远邻居id；车辆通过收集传输范围内其他车辆广播的基本安全消息，建立一跳邻居信息表。5.根据权利要求1所述的一种基于消息类型和网络连通状态的车联网广播方法，其特征在于，所述步骤s2中车辆通信网络分为连接网络和断连网络，当车辆存在下一跳中继，则为连接网络，否则为断连网络；在不同车辆通信网络之间切换，网络连通状态发生改变。6.根据权利要求4所述的一种基于消息类型和网络连通状态的车联网广播方法，其特征在于，所述步骤s2中当前中继车辆确定网络连通状态分为四种情况，具体如下：情况1：若上一跳的网络连通状态为ds，且当前中继检测到新的车辆或有新的车辆中继该紧急消息，则当前网络连通状态为d2cs；情况2：若当前中继车辆已重传紧急消息3次，则当前的网络连通状态为ds；情况3：若上一跳网络连通状态为不为d2cs和ds，且当前中继车辆的一跳邻居表中，存在车辆在消息的传播方向上的最远邻居不是当前中继车辆的邻居，则当前网络连通状态为cs；
情况4：若上一跳网络连通状态为不为d2cs和ds，且当前中继车辆的一跳邻居表中，所有车辆在消息传播方向上的最远邻居都是当前中继的邻居，则当前的网络连通状态为c2ds。7.根据权利要求4所述的一种基于消息类型和网络连通状态的车联网广播方法，其特征在于，所述步骤s3过程如下：若网络连通状态为cs，则当前中继将控制消息中nscf置1，根据紧急消息是否是时延敏感消息，可分为两种情况：情况1：若紧急消息是时延敏感消息，当前中继车辆将控制消息中s置1，采用集中式的方式挑选中继，根据链路质量和距离计算候选中继的优先级，对于当前中继车辆i，则每一个候选中继车辆j的广播优先级p
j
为：其中ω是链路质量的权重，是车辆j的接收到车辆i广播紧急消息的信噪比，是能可靠的接收广播消息的最小信噪比，d
ij
是车辆i与车辆j之间的距离，d
r
是车辆的最大传输范围，此时候选中继车辆j的等待时间为：其中m
j
是候选中继车辆的广播顺序，由广播优先级p
j
决定，广播优先级越高，广播顺序m
j
越靠前，参数δ是车辆之间不发生广播不发生碰撞的最小时间间隔，前中继车辆将候选中继的广播等待时间和id存入集合ω中，并广播紧急消息；情况2：若紧急消息是非时延敏感消息，当前中继车辆将s置0，并立即广播紧急消息；若网络连通状态为c2ds，则当前中继将控制消息中pscf置1，根据紧急消息是否是时延敏感消息，可分为两种情况：情况1：若紧急消息是时延敏感消息，当前中继车辆将控制消息中s置1，并采用集中式的方式挑选中继，根据链路质量、距离和相对速度计算候选中继的优先级，对于当前中继车辆i，则每一个候选中继车辆j的广播优先级p
j
为：其中是车辆i和车辆j之间的相对速度，v
max
是车辆的最大行驶速度；此时候选中继车辆j的等待时间为：当前中继车辆将候选中继的广播等待时间和id存入集合ω中，并广播紧急消息；情况2：若紧急消息是非时延敏感消息，当前中继车辆将s置0，并广播紧急消息；若网络连通状态为ds，当前中继将控制消息中rscf置1，并采用携带存储转发的策略，以时间τ周期性广播紧急消息。根据紧急消息的类型，τ的取值可分为两种情况：情况1：若紧急消息为时延敏感消息，当前中继车辆将控制消息中s置1，并设置广播周
期τ为δ；情况2：若紧急消息为非时延敏感消息，当前中继车辆将控制消息中s置0，并设置广播周期τ为：若网络连通状态为d2cs，则将控制消息中escf置1，根据紧急消息的类型，可分为两种情况：情况1：若紧急消息为时延敏感消息，当前中继车辆将控制消息中s置1，并立即广播紧急消息；情况2：若紧急消息为非时延敏感消息，当前中继车辆将控制消息中s置0，并以集中式的方式挑选中继；当前中继车辆根据链路质量、距离和相对速度计算候选中继的优先级，对于当前中继车辆i，则每一个候选中继车辆j的广播优先级p
j
为：其中λ是相对速度的权重；此时候选中继j的等待时间为:当前中继将候选中继的广播等待时间和id存入集合ω中，并广播紧急消息。8.根据权利要求7所述的一种基于消息类型和网络连通状态的车联网广播方法，其特征在于，所述步骤s4过程如下：若控制消息中nscf为1，则候选中继车辆设置等待时间分为以下情况：情况1：集合ω为不空时，若候选中继车辆的id存在集合ω中，则候选中继车辆按照集合ω中的值设置等待时间，否则不参与中继。情况2：集合ω为空，候选中继车辆以分布式竞争广播，以距离和其后车辆数设置等待时间，对于当前中继车辆i，则候选中继车辆j的等待时间为：其中m是在车辆i的传输范围内位于候选车辆j后的车辆数目，是候选中继车辆的最大等待时间；若控制消息中pscf为1，则候选中继车辆设置等待时间分为以下情况：情况1：集合ω为不空时，若车辆的id存在集合ω中，则候选中继按照集合中的值设置相应等待时间，否则不参与中继；情况2：集合ω为空，候选中继车辆以距离和相对速度设置等待时间，对于当前中继车辆i，则候选中继车辆j的等待时间为：
若控制消息中rscf为1，车辆将判断是否采用责任转交机制，责任转交机制如下：若当前中继车辆的行驶方向与紧急消息传播方向不一致，且责任车与消息的传播方向一致，当责任车与当前中继车辆之间的距离小于责任转交距离r时，则当前中继将紧急消息转交给责任车，责任车升级为当前中继车辆，并负责中继该消息；责任转交距离r为：r＝v
rela
×
τ其中τ是当前中继车辆周期性广播的时间间隔，v
rela
是责任车与当前中继车辆之间的相对速度；若控制消息中escf为1，则候选中继车辆设置等待时间分为以下情况：情况1：集合ω为不空时，若候选中继车辆的id存在集合ω中，则候选中继按照集合中的值设置相应等待时间，否则不参与中继；情况2：集合ω为空时，候选中继车辆以相对速度设置等待时间，对于当前中继车辆i，则候选中继车辆j的等待时间为：9.根据权利要求1所述的一种基于消息类型和网络连通状态的车联网广播方法，其特征在于，所述步骤s5过程如下：等待时间内没有收到相同紧急消息候选中继车辆，将升级为当前中继车辆，并根据控制消息中s确定紧急消息的类型，执行下一跳的中继，并重复步骤s2-s4，直至紧急消息传输到目标区域，否则取消中继计划。
技术总结
本发明公开了一种基于消息类型和网络连通状态的车联网多跳广播方法，步骤如下：根据检测到紧急事件的严重程度，源车辆确定待广播紧急消息类型；根据一跳邻居信息表和消息的重传次数，当前中继确定网络连通状态；根据网络连通状态和紧急消息类型，当前中继确定中继策略，填充控制消息并以相应策略广播紧急消息；根据控制消息，候选中继设置相应等待时间或采取责任转交机制；最先广播的候选中继升级为当前中继，并重复上述步骤直至紧急消息传输到目标区域。本发明适用于断续网络下传输不同类型的紧急消息，能够根据网络连通状态和消息类型的不同自适应的调整中继策略，保证紧急消息以低时延，高概率传输到目标区域。高概率传输到目标区域。高概率传输到目标区域。
技术研发人员：邓祖稳 刘徐迅 唐锟
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/8/5