基于高速公路通信环境的车辆Ad-hoc网络新聚类算法

基于高速公路通信环境的车辆Ad-hoc网络新聚类算法

近年来，由于车载自组织网络（VANET）提高了驾驶员驾驶的安全性，因此成为发展智能交通系统的基础。VANET是智能交通系统中车辆动态节点进行彼此通信的一种网络，其在一定的传输范围（TR）内使用无线技术进行通信。VANET车辆之间的通信可以减少车辆发生碰撞的可能性。由于大量车辆和快速变化拓扑结构的通信管理使得在VANET中建立稳定的网络变得极具挑战性，而采用聚类算法可以有效地解决上述问题。

聚类算法是把VANET中相似的车辆进行编组，从而在网络中建立一个分级聚类结构。车辆被划分成集群，每个集群都有一个群头（CH）车辆。集群内的车辆可直接通信，而两个不同集群内的车辆可经由CH进行通信。因此，聚类算法可以降低车辆之间的数据交换，以便提高通信质量，从而使得网络更加健全，并提高其扩展性。CH车辆可以通过收集其成员的状态来掌握集群概况，CH负责其集群内所有车辆的管理和协调工作。

提出了两种新的适用于VANET车辆动态环境的聚类算法：数据包络分析（DEA）和蚁群系统（ACS）算法。所提出的新算法考虑了车辆速度、方向和位置，是一种简单、快捷的算法。

所提出的基于DEA的聚类算法使得群头车辆发生最少的改变，并减少群头和集群的交换次数，有利于保证网络的稳定。该算法在VANET中有着良好的表现。

所提出的基于ACS的聚类算法（ASVANET）中，每个节点都有一个唯一的蚂蚁或编号，这些蚂蚁或编号对于CH的选择至关重要。此外，由于集群具有高密度的成员，所以CH被放置在最具连通性的位置。ASVANET兼具有基于标识符的聚类特性和基于连接的聚类特性。这些改进对创建一个稳定的网络非常有效。

刊名：Wireless Networks（英）

刊期：2015年第8期

作者：Mohammad Fathian et al

编译：皮恒志