CN108882329A - 一种分簇方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分簇方法及装置，涉及通信领域，能够在降低消息传输时延的同时减少网络资源的浪费。该方法包括：第一车辆确定第一车辆属于第k簇，k大于或者等于1；第一车辆通过广播消息接收第k簇内除第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息；第一车辆根据第k簇内的所有车辆的车辆信息确定第k簇内的每个车辆的质量参数；若第一车辆的质量参数大于第k簇内除第一车辆外的车辆的质量参数，确定第一车辆为第k簇的簇头。

Description

一种分簇方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种分簇方法及装置。

背景技术

现有技术中，车联网主要有两种通信模式。一种是基于Pc5口的LTE-V2X(LongTerm Evolution-Vehicle to Everything)，车辆之间通过广播消息进行交互，不需要基站的参与，采用专有频段(比如5.9GHz)。该通信模式的时延较低，不受基站覆盖范围的影响，但是传播范围有限，只适合小范围的广播。另外一种通信模式是基站调度式，车辆之间通过蜂窝网络空中接口进行消息交互，采用蜂窝网频段(比如1.8GHz)，使得V2X通信范围更广。该通信模式的通信范围较广，但目前现网中并没有开启广播业务，如果采用单播业务，在车辆密集的场景网络资源消耗巨大，且时延较高。

发明内容

本申请提供一种分簇方法及装置，能够对车辆进行分簇，并为每个簇确定簇头，基站可以只与簇头进行消息交互，再由簇头将消息广播到簇内的其他车辆，从而可以在降低消息传输时延的同时减少网络资源的浪费。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种分簇方法，该方法可以包括：第一车辆确定所述第一车辆属于第k簇，k大于或者等于1；第一车辆通过广播消息接收第k簇内除第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息；所述车辆信息包括车辆的发射功率、运动距离以及运动速度；第一车辆根据第k簇内的所有车辆的车辆信息确定第k簇内的每个车辆的质量参数；若第一车辆的质量参数大于第k簇内除第一车辆外的车辆的质量参数，确定第一车辆为第k簇的簇头；所述簇头用于与基站交互簇消息，并管理簇成员；所述簇成员为簇内除簇头之外的车辆。

第二方面，本申请提供一种分簇装置，该装置可以包括：确定模块和接收模块。确定模块，用于确定第一车辆是否属于第k簇，k大于或者等于1；接收模块，用于通过广播消息接收第k簇内除第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息；所述车辆信息包括车辆的发射功率、运动距离以及运动速度；确定模块，还用于根据第k簇内的所有车辆的车辆信息确定第k簇内的每个车辆的质量参数；确定模块，还用于若第一车辆的质量参数大于第k簇内除第一车辆外的车辆的质量参数，确定第一车辆为第k簇的簇头；所述簇头用于与基站交互簇消息，并管理簇成员；所述簇成员为簇内除簇头之外的车辆。

第三方面，本申请提供一种车辆，该车辆包括第二方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的分簇装置。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有一个或多个程序，一个或多个程序包括计算机执行指令，当该分簇装置的处理器执行该计算机执行指令时，该分簇装置执行上述第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的分簇方法。

第五方面，本申请提供一种通信***，该通信***包括基站和第三方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的车辆。

本申请提供的分簇方法、装置以及车辆，能够对车辆进行分簇，并为每个簇确定簇头，基站可以只与簇头进行消息交互，再由簇头将消息广播到簇内的其他车辆，从而可以在降低消息传输时延的同时减少网络资源的浪费。并且，在每个簇中还可以确定一个或者多个中继车辆，用于将簇头发送的消息转发到边缘车辆，从而扩大簇的通信范围。

附图说明

图1为本发明实施例应用的网络架构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种分簇方法示意图一；

图3为本发明实施例应用的一种场景示意图；

图4为本发明实施例提供的一种分簇方法示意图二；

图5为本发明实施例提供的一种分簇装置的结构示意图一；

图6为本发明实施例提供的一种分簇装置的结构示意图二；

图7为本发明实施例提供的一种分簇装置的结构示意图三。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的分簇方法、装置及***进行详细地描述。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

本发明的说明书以及附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，或者用于区别对同一对象的不同处理，而不是用于描述对象的特定顺序。

此外，本发明的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

本发明实施例提供的分簇方法可以应用于图1所示的车联网中，该网络中包括基站100和多个车辆，比如车辆201-车辆218。其中，基站100可以包括各种形式的基站，例如：宏基站，微基站(也称为小站)，中继站，接入点等。具体来说，基站对应一个服务覆盖区域，进入该区域的终端可通过无线信号与基站设备通信，以此来接受基站提供的无线接入服务。比如，车辆201-车辆218通过空中接口Uu口接受基站100提供的无线接入服务。基站100可以是长期演进(Long Term Evolution，LTE)***中的eNB或eNodeB(evolutionalNodeB)，也可以是5G网络中的基站gNB或未来演进网络中的接入网设备。车辆201-车辆218可以是装有车载单元(On Board Unit，OBU)的车辆，车辆201-车辆218可以通过OBU实现车辆与车辆之间的通信，比如，车辆之间通过Pc5口采用广播消息进行通信；车辆201-车辆218还可以通过OBU对车辆进行智能控制。

需要说明的是，图1仅为示例性架构图，除图1中所示功能单元之外，该网络架构还可以包括其他功能单元，本发明实施例对此不进行限定。另外，图1中以车联网中包括车辆201-车辆218为例进行说明，在实际情况中，车联网中可以包括任意数量的车辆，本发明实施例对此不进行限定。

本申请实施例提供的分簇方法，应用于图1所示的车联网中，能够基于车辆运动方向对车辆进行分簇，并为每个簇确定簇头，基站可以只与簇头进行消息交互，再由簇头将消息广播到簇内的其他车辆，从而可以在降低消息传输时延的同时减少网络资源的浪费。并且，在每个簇中还可以确定一个或者多个中继车辆，用于将簇头发送的消息转发到边缘车辆，从而扩大簇的通信范围。执行本申请实施例所述分簇方法的，可以是车联网中车辆，或者是车辆中的装置，比如安装在车辆上的OBU，本申请实施例对此不进行限定。

本发明实施例提供一种分簇方法，如图2所示，该方法可以包括S201-S204：

S201、第一车辆确定第一车辆是否属于第k簇。

在一种实现方式中，***可以包括初始化阶段。在初始化阶段，在基站覆盖范围内的车辆将自己的运动特性信息上报给基站，其中，运动特性信息可以包括车辆的位置、车辆运动方向以及车辆运动速度。

示例性的，基站可以是图1中的基站100，在基站100覆盖范围内有车辆201-车辆218。车辆201-车辆218分别向基站上报自己的运动特征信息。示例性的，车辆201-车辆218可以通过现有的Uu口消息向基站上报自己的的运动特性信息，也可以通过新定义的消息向基站上报自己的的运动特性信息，本申请对此不进行限定。

基站根据第一预定原则将上报了运动特性信息的车辆分簇。在一种实现方式中，第一预定原则包括：长度L的道路上，运动方向相同的连续S辆车为一个簇，其中，L和S大于或者等于1。

示例性的，车辆201-车辆218的位置均在长度L的道路上，其中，车辆201、车辆202、车辆203、车辆205、车辆206、车辆208、车辆210、车辆211、车辆212、车辆213、车辆214、车辆215、车辆217和车辆218运动方向为第一方向，车辆204、车辆209和车辆216运动方向为第二方向，第一方向与第二方向不相同，比如，第一方向与第二方向相反。车辆207的运动速度为0。

基站将运动方向为第一方向的14个车辆分为W个簇，基站可以平均分配或者不平均分配每个簇中的车辆数。比如，基站可以将14个车辆平均分为7个簇，每连续的2个车辆分为一个簇；S的值为2。比如，如图3所示，基站将车辆201、车辆202和车辆203分为第1簇，第1簇对应的S的值为3；将车辆205、车辆206、车辆208、车辆210、车辆211、车辆212、车辆213、车辆214、车辆215、车辆217和车辆218分为第2簇，第2簇对应的S的值为11。

基站将覆盖范围内每个车辆对应的簇信息分别发送至对应的车辆。第一车辆接收基站发送的簇信息，其中，第一车辆可以是基站覆盖范围内的任意一个车辆，第一车辆对应的簇信息用于指示第一车辆属于的簇。第一车辆根据对应的簇信息确定第一车辆属于第k簇，k大于或者等于1。

比如，第一车辆可以为图3中的车辆208，车辆208根据对应的簇信息确定车辆208属于第2簇。比如，第一车辆可以为图3中的车辆201，车辆201根据对应的簇信息确定车辆201属于第1簇。

进一步的，在每个车辆都根据基站发送的簇信息确定自己属于的簇后，如果某个车辆不符合留在一个簇内的条件，还可以将不符合条件的车辆剔除出簇。

比如，若确定第一车辆的运动速度与第k簇内所有车辆的平均速度之间的差距大于第三门限值，则将第一车辆剔除出第k簇。

在一种实现方式中，第k簇内第j车辆根据以下公式计算，

如果则将第j车辆从第k簇中剔除。其中表示第k簇中所有车辆的平均速度，v_kj表示第k簇中第j车辆的速度，ε_k为第三门限值。在具体实现中，可以根据实际情况设置第三门限值，本申请实施例对此不进行限定。

S202、第一车辆接收第k簇内除第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息。

具体的，第一车辆可以通过广播消息接收第k簇内除第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息，比如，第k簇内每个车辆通过Pc5口广播发送自己对应的车辆信息，第一车辆通过Pc5口接收第k簇内除第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息。其中，车辆信息包括车辆的发射功率、运动距离以及运动速度。

S203、第一车辆根据第k簇内的所有车辆的车辆信息确定第k簇内的每个车辆的质量参数。

其中，第一车辆为第k簇内任意一个车辆。第一车辆根据第一车辆的车辆信息以及接收的第k簇内除第一车辆外的车辆分别发送的对应的的车辆信息，确定第k簇内的每个车辆的质量参数。

在一种实现方式中，质量参数的计算公式为，

其中，j表示第j个车辆，q表示第q个车辆，f(j)表示第j车辆的质量参数，n_k表示第k簇内的车辆数，t_kj表示第k簇内第j车辆的运动时间，d_kj表示第k簇内第j车辆的运动距离，v_kj表示第k簇内第j车辆的运动速度，t_{k_max}＝max{t_kj}，p_kj表示第k簇内第j车辆的发射功率，s_jq表示第k簇内第j车辆到第q车辆的距离，μ_kq为通信有效系数；

其中， 为预设的第一门限值。

示例性的，考虑到在频率相等的情况下，发送端与接收端的距离越大，路径损耗越大，信号到达接收端的强度越低。当两个车辆之间的距离超过一定距离时，接收端不能准确接收消息，则认为两个车辆的距离超出了通信范围，不能正常通信；即时，在具体实现中，可以根据实际情况设置第一门限值，本申请实施例对此不进行限定。

S204、根据第k簇内每个车辆的质量参数，确定簇头。

其中，簇头用于与基站交互簇消息，并管理簇成员，簇成员为簇内除簇头之外的车辆。其中，簇消息是基站需要向所有车辆进行广播的消息。比如，基站可以通过Uu口将簇消息发送至每个簇的簇头，每个簇的簇头再将簇消息通过Pc5口广播至簇内的每个簇成员。这样，对于一个簇，只有一个车辆与基站通过Uu***互簇消息，节省了Uu口的资源；并且在簇内，车辆间通过广播的方式交互簇消息，不受基站覆盖范围的影响，且消息交互时延较小。基站通过与多个簇的簇头进行消息交互，可以将簇消息发送至所有车辆。

具体的，若第一车辆的质量参数大于第k簇内除第一车辆外的车辆的质量参数，确定第一车辆为簇头。比如，第一车辆为图3中的车辆201，车辆201的质量参数大于车辆202和车辆203的质量参数，则确定车辆201为第1簇的簇头；比如，第一车辆为图3中的车辆208，车辆208的质量参数大于车辆205、车辆206、车辆210、车辆211、车辆212、车辆213、车辆214、车辆215、车辆217和车辆218的质量参数，则确定车辆208为第2簇的簇头。

进一步的，对于不属于任何簇的车辆，可以确定是否可以加入某个簇。结合图2，如图4所示，该方法还可以包括S205-S206：

S205、根据第一车辆的运动速度和运动距离确定第一车辆的入簇因子。

具体的，对于不属于任何簇的车辆，可以进行入簇判断。示例性的，如果第一车辆不属于任何簇，且第一车辆在第k簇的通信范围内，则确定第一车辆是否符合加入第k簇的条件。其中，第一车辆在第k簇的通信范围内为第一车辆可以与第k簇中的至少一个车辆进行广播通信。

示例性的，第一车辆可以是图1中的车辆207，在初始化时，车辆207的运动速度为0，没有加入任何一个簇。之后，车辆207开始向第一方向运动，并且车辆207在第2簇的通信范围内。可以对车辆207进行入簇判断。

示例性的，在***运行过程中，原来不在基站覆盖范围内的车辆进入基站覆盖范围。比如，第一车辆可以是车辆219，车辆219运动至基站100的覆盖范围内，并且车辆219在第2簇的通信范围内。可以对车辆219进行入簇判断。

具体的，根据第一车辆的运动速度和运动距离确定第一车辆的入簇因子，其中，入簇因子用于确定第一车辆是否被允许加入一个簇。

在一种实现方式中，入簇因子的计算公式为，

其中，m表示第m个车辆，η_k,m表示第m车辆加入第k簇的入簇因子，t_m表示第m车辆的运动时间，d_m表示第m车辆的运动距离，v_m表示第m车辆的运动速度，t_{k_max}＝max{t_ki}，t_ki表示第k簇内第i车辆的运动时间，表示第k簇内所有车辆的平均速度，a_k和b_k是加权系数，通过调整a_k和b_k，可以调整运动速度与运动时间对于入簇因子的影响。

S206、若第一车辆的入簇因子大于第一阈值，确定第一车辆加入第k簇。

具体的，若第一车辆的入簇因子大于第一阈值，确定第一车辆加入第k簇。若第一车辆的入簇因子小于或者等于第一阈值，可以为第一车辆单独新增一个簇。其中，第一阈值可以根据实际情况确定，本申请实施例对此不进行限定。

进一步的，为了扩大通信范围，还可以在簇中选择一个或者多个车辆作为中继车辆。如图4所示，该方法还可以包括S207：

S207、第一车辆将基站发送的簇消息转发至至少一个第二车辆。

具体的，第二车辆为中继车辆，用于将簇头发送的簇消息转发至至少一个边缘车辆，边缘车辆是第二车辆所在的簇中，在簇头的通信范围之外的车辆。

比如，第一车辆是簇头，示例性的，第一车辆可以是图3中的车辆208，车辆213、车辆214、车辆215、车辆217和车辆218在车辆208的通信范围之外，即车辆213、车辆214、车辆215、车辆217和车辆218无法直接通过Pc5口接收到车辆208发送的消息。

在一种实现方式中，可以选择一个或者多个中继车辆，簇头将基站发送的簇消息通过广播消息发送至中继车辆，中继车辆将接收到的簇消息广播发送至边缘车辆。

在一种实现方式中，簇头广播发送询问消息，询问消息用于确定在簇头通信范围内的车辆。在簇中接收到询问消息的车辆向簇头回复确认消息。簇头可以将每个回复了确认消息的车辆对应的接收功率，与第二门限值进行比较，并将对应的接收功率小于第二门限值的车辆确定为第二车辆。

比如，簇头车辆208广播发送询问消息，车辆205、车辆206、车辆210、车辆212和车辆211可以接收到车辆208发送的询问消息，车辆213、车辆214、车辆215、车辆217和车辆218没有接收到车辆208发送的询问消息。车辆205、车辆206、车辆210、车辆212和车辆211分别向车辆208回复确认消息。车辆208分别将车辆205、车辆206、车辆210、车辆212和车辆211对应的接收功率与第二门限值比较，将车辆211确定为第二车辆。基站需要向第2簇中广播簇消息时，基站可以将簇消息发送给簇头车辆208，车辆208通过Pc5口广播该簇消息，车辆205、车辆206、车辆210、车辆212和车辆211都可以直接接收到车辆208发送的簇消息，车辆211接收到簇消息之后，通过Pc5口广播该簇消息，车辆214、车辆215、车辆217和车辆218接收到车辆211转发的簇消息。

进一步的，如图4所示，该方法还可以包括S208：

S208、第一车辆将基站发送的簇消息通过一个第二车辆发送至至少一个第三车辆。

具体的，第二车辆确定为中继车辆之后，可以广播发送第二询问消息，第二询问消息用于确定在第二车辆通信范围内的车辆。在簇中接收到第二询问消息的车辆向第二车辆回复确认消息。第二车辆可以将每个回复了确认消息的车辆对应的接收功率，与第四门限值进行比较，并将对应的接收功率小于第四门限值的车辆确定为第三车辆。第三车辆是中继车辆，用于将第二车辆发送的簇消息转发至至少一个边缘车辆。

比如，第二车辆可以为图3中的车辆211，车辆211广播发送第二询问消息，车辆214、车辆215、车辆217和车辆218可以接收到车辆211发送的第二询问消息，车辆213没有接收到车辆211发送的第二询问消息。车辆214、车辆215、车辆217和车辆218分别向车辆211回复确认消息。车辆211分别将车辆214、车辆215、车辆217和车辆218对应的接收功率与第四门限值比较，将车辆215确定为第三车辆。

基站需要向第2簇中广播簇消息时，基站可以将簇消息发送给簇头车辆208，车辆208通过Pc5口广播该簇消息，车辆205、车辆206、车辆210、车辆212和车辆211都可以直接接收到车辆208发送的簇消息；车辆211接收到簇消息之后，通过Pc5口广播该簇消息，车辆214、车辆215、车辆217和车辆218接收到车辆211转发的簇消息；车辆215接收到簇消息之后，通过Pc5口广播该簇消息，车辆213接收到车辆215转发的簇消息。

需要说明的是，上述确定簇头，确定车辆是否加入一个簇或者剔除出簇，以及确定中继车辆的过程可以不仅进行一次。在***运行的整个过程中，可以根据需要动态的多次执行上述方法的一个步骤或者多个步骤。比如，可以周期性的重新确定簇头，以保证簇头是簇中与其他车辆通信质量最好且在簇内停留时间最长的车辆。比如，可以在车辆的车辆信息发生变化的时候，比如，车辆由静止状态变为运动状态时，确定车辆是否加入一个簇。比如，可以周期性的重新划分簇。本申请实施例对此不进行限定。

本发明实施例提供的分簇方法，基于车辆运动方向对车辆进行分簇，并为每个簇确定簇头，基站可以只与簇头进行消息交互，再由簇头将消息广播到簇内的其他车辆。相比现有技术中，基站通过Uu口消息分别与每个车辆进行消息交互，或者车辆之间不通过基站，车辆之间通过Pc5口进行消息交互的方法，本发明实施例提供的分簇方法可以在降低消息传输时延的同时减少网络资源的浪费。并且，在每个簇中还可以确定一个或者多个中继车辆，用于将簇头发送的消息转发到边缘车辆，从而扩大了簇的通信范围。

本发明实施例提供一种分簇装置，该分簇装置可以是上述实施例中的第一车辆，或者能够实现上述方法实施例中第一车辆的功能的装置。在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图5示出了上述实施例中所涉及的分簇装置的一种可能的结构示意图。该分簇装置包括确定模块501和接收模块502。

其中，所述确定模块501，用于确定第一车辆是否属于第k簇，k大于或者等于1。

所述接收模块502，用于通过广播消息接收第k簇内除所述第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息；所述车辆信息包括车辆的发射功率、运动距离以及运动速度。

所述确定模块501，还用于根据所述第k簇内的所有车辆的车辆信息确定所述第k簇内的每个车辆的质量参数。

所述确定模块501，还用于若所述第一车辆的质量参数大于所述第k簇内除所述第一车辆外的车辆的质量参数，确定所述第一车辆为所述第k簇的簇头；所述簇头用于与基站交互簇消息，并管理簇成员；所述簇成员为簇内除簇头之外的车辆。

可选的，质量参数的计算公式为，

其中，j表示第j个车辆，q表示第q个车辆，f(j)表示第j车辆的质量参数，n_k表示第k簇内的车辆数，t_kj表示第k簇内第j车辆的运动时间，d_kj表示第k簇内第j车辆的运动距离，v_kj表示第k簇内第j车辆的运动速度，t_{k_max}＝max{t_kj}，p_kj表示第k簇内第j车辆的发射功率，s_jq表示第k簇内第j车辆到第q车辆的距离，μ_kq为通信有效系数；

其中， 为预设的第一门限值。

可选的，所述接收模块502，还用于接收基站发送的簇信息，所述簇信息用于指示所述第一车辆属于的簇；所述簇是根据基站覆盖范围内的车辆的运动特性信息根据第一预定原则确定的，其中，所述运动特性信息包括车辆的位置、车辆运动方向以及车辆运动速度；所述第一预定原则包括：长度L的道路上，运动方向相同的连续S辆车为一个簇，所述L和所述S大于或者等于1；

所述确定模块501，具体用于根据所述簇信息确定所述第一车辆是否属于第k簇。

可选的，所述接收模块502，具体用于通过Pc5口接收所述第k簇内除所述第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息。

可选的，结合图5，如图6所示，该分簇装置还包括发送模块503。

所述发送模块503，用于将基站发送的簇消息转发至至少一个第二车辆，所述第二车辆用于将簇头发送的簇消息转发至至少一个边缘车辆；所述第二车辆和所述边缘车辆属于所述第k簇，所述边缘车辆在所述簇头的通信范围之外。

可选的，所述发送模块503，还用于将基站发送的簇消息通过一个所述第二车辆发送至至少一个第三车辆，所述第三车辆用于将所述簇消息转发至至少一个边缘车辆。

可选的，所述确定模块501，还用于将第k簇中对应的接收功率小于第二门限值的车辆确定为第二车辆。

可选的，所述确定模块501，还用于确定所述第一车辆的运动速度与所述第k簇内所有车辆的平均速度之间的差距是否大于第三门限值。

该分簇装置还包括执行模块504。

所述执行模块504，用于若所述确定模块501确定所述第一车辆的运动速度与所述第k簇内所有车辆的平均速度之间的差距大于第三门限值，则将所述第一车辆剔除出所述第k簇。

可选的，所述确定模块501，还用于确定所述第一车辆属于的簇，以及确定所述第一车辆是否在任意一个簇的通信范围内。

所述确定模块501，还用于若确定所述第一车辆不属于任意一个簇，且所述第一车辆在所述第k簇的通信范围内，根据所述第一车辆的运动速度和运动距离确定所述第一车辆的入簇因子，所述入簇因子用于确定车辆是否被允许加入一个簇。

所述确定模块501，还用于确定所述第一车辆的入簇因子是否大于第一阈值。

所述确定模块501，还用于若确定所述第一车辆的入簇因子大于第一阈值，确定所述第一车辆加入所述第k簇。

可选的，入簇因子的计算公式为，

其中，m表示第m个车辆，η_k,m表示第m车辆加入第k簇的入簇因子，t_m表示第m车辆的运动时间，d_m表示第m车辆的运动距离，v_m表示第m车辆的运动速度，t_{k_max}＝max{t_ki}，t_ki表示第k簇内第i车辆的运动时间，表示第k簇内所有车辆的平均速度，a_k和b_k是加权系数。

在采用集成的单元的情况下，图7示出了上述实施例中所涉及的分簇装置的一种可能的结构示意图。该分簇装置包括：处理单元702和通信单元703。处理单元702用于对分簇装置的动作进行控制管理，例如，执行上述确定模块501和执行模块504执行的步骤，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。通信单元703用于支持分簇装置与其他网络实体的通信，例如，执行上述接收模块502和发送模块503执行的步骤。分簇装置还可以包括存储单元701和总线704，存储单元701用于存储分簇装置的程序代码和数据。

其中，上述处理单元702可以是分簇装置中的处理器或控制器，该处理器或控制器可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。该处理器或控制器可以是中央处理器，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

通信单元703可以是分簇装置中的收发器、收发电路或通信接口等。

存储单元701可以是分簇装置中的存储器等，该存储器可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；该存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；该存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

总线704可以是扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。总线704可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有一个或多个程序，一个或多个程序包括指令，当上述分簇装置的处理器执行该指令时，该分簇装置执行上述方法实施例所示的方法流程中分簇装置执行的各个步骤。

本发明实施例提供一种车辆，该车辆可以包括分簇装置，以执行本发明实施例提供的分簇方法。对于分簇装置的描述具体可以参见上述方法实施例和装置实施例中的相关描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供一种通信***，该通信***可以包括基站和车辆，该车辆用于执行本发明实施例提供的分簇方法。对于基站和车辆的描述具体可以参见上述方法实施例和装置实施例中的相关描述，此处不再赘述。

结合本发明公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以由硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于RAM、闪存、ROM、可擦除可编程只读存储器(easable programmable ROM，EPROM)、电可擦可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：快闪存储器、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种分簇方法，其特征在于，包括：

第一车辆确定所述第一车辆属于第k簇，k大于或者等于1；

所述第一车辆通过广播消息接收第k簇内除所述第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息；所述车辆信息包括车辆的发射功率、运动距离以及运动速度；

所述第一车辆根据所述第k簇内的所有车辆的车辆信息确定所述第k簇内的每个车辆的质量参数；

若所述第一车辆的质量参数大于所述第k簇内除所述第一车辆外的车辆的质量参数，确定所述第一车辆为所述第k簇的簇头；所述簇头用于与基站交互簇消息，并管理簇成员；所述簇成员为簇内除簇头之外的车辆。

2.根据权利要求1所述的分簇方法，其特征在于，所述质量参数的计算公式为，

其中，j表示第j个车辆，q表示第q个车辆，f(j)表示第j车辆的质量参数，n_k表示第k簇内的车辆数，t_kj表示第k簇内第j车辆的运动时间，d_kj表示第k簇内第j车辆的运动距离，v_kj表示第k簇内第j车辆的运动速度，t_{k_max}＝max{t_kj}，p_kj表示第k簇内第j车辆的发射功率，s_jq表示第k簇内第j车辆到第q车辆的距离，μ_kq为通信有效系数；

其中， 为预设的第一门限值。

3.根据权利要求1或2所述的分簇方法，其特征在于，所述第一车辆确定所述第一车辆属于第k簇，包括：

所述第一车辆接收基站发送的簇信息，所述簇信息用于指示所述第一车辆属于的簇；所述簇是根据基站覆盖范围内的车辆的运动特性信息根据第一预定原则确定的，其中，所述运动特性信息包括车辆的位置、车辆运动方向以及车辆运动速度；所述第一预定原则包括：长度L的道路上，运动方向相同的连续S辆车为一个簇，所述L和所述S大于或者等于1；

所述第一车辆根据所述簇信息确定所述第一车辆属于第k簇。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的分簇方法，其特征在于，所述第一车辆通过广播消息接收第k簇内除所述第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息，包括：

所述第一车辆通过Pc5口接收所述第k簇内除所述第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的分簇方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一车辆将基站发送的簇消息转发至至少一个第二车辆，所述第二车辆用于将簇头发送的簇消息转发至至少一个边缘车辆；所述第二车辆和所述边缘车辆属于所述第k簇，所述边缘车辆在所述簇头的通信范围之外。

6.根据权利要求5所述的分簇方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一车辆将基站发送的簇消息通过一个所述第二车辆发送至至少一个第三车辆，所述第三车辆用于将所述簇消息转发至至少一个边缘车辆。

7.根据权利要求5或6所述的分簇方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一车辆将第k簇中对应的接收功率小于第二门限值的车辆确定为第二车辆。

8.根据权利要求1所述的分簇方法，其特征在于，在所述第一车辆根据所述第k簇内的所有车辆的车辆信息确定所述第k簇内的每个车辆的质量参数之前，所述方法还包括：

若确定所述第一车辆的运动速度与所述第k簇内所有车辆的平均速度之间的差距大于第三门限值，则将所述第一车辆剔除出所述第k簇。

9.根据权利要求1所述的分簇方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述第一车辆确定所述第一车辆不属于任意一个簇，且所述第一车辆在所述第k簇的通信范围内；

根据所述第一车辆的运动速度和运动距离确定所述第一车辆的入簇因子，所述入簇因子用于确定车辆是否被允许加入一个簇；

若所述第一车辆的入簇因子大于第一阈值，确定所述第一车辆加入所述第k簇。

10.根据权利要求9所述的分簇方法，其特征在于，所述入簇因子的计算公式为，

其中，m表示第m个车辆，η_k,m表示第m车辆加入第k簇的入簇因子，t_m表示第m车辆的运动时间，d_m表示第m车辆的运动距离，v_m表示第m车辆的运动速度，t_{k_max}＝max{t_ki}，t_ki表示第k簇内第i车辆的运动时间，表示第k簇内所有车辆的平均速度，a_k和b_k是加权系数。

11.一种分簇装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定第一车辆是否属于第k簇，k大于或者等于1；

接收模块，用于通过广播消息接收第k簇内除所述第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息；所述车辆信息包括车辆的发射功率、运动距离以及运动速度；

所述确定模块，还用于根据所述第k簇内的所有车辆的车辆信息确定所述第k簇内的每个车辆的质量参数；

所述确定模块，还用于若所述第一车辆的质量参数大于所述第k簇内除所述第一车辆外的车辆的质量参数，确定所述第一车辆为所述第k簇的簇头；所述簇头用于与基站交互簇消息，并管理簇成员；所述簇成员为簇内除簇头之外的车辆。

12.根据权利要求11所述的分簇装置，其特征在于，所述质量参数的计算公式为，

其中，j表示第j个车辆，q表示第q个车辆，f(j)表示第j车辆的质量参数，n_k表示第k簇内的车辆数，t_kj表示第k簇内第j车辆的运动时间，d_kj表示第k簇内第j车辆的运动距离，v_kj表示第k簇内第j车辆的运动速度，t_{k_max}＝max{t_kj}，p_kj表示第k簇内第j车辆的发射功率，s_jq表示第k簇内第j车辆到第q车辆的距离，μ_kq为通信有效系数；

其中， 为预设的第一门限值。

13.根据权利要求11或12所述的分簇装置，其特征在于，

所述接收模块，还用于接收基站发送的簇信息，所述簇信息用于指示所述第一车辆属于的簇；所述簇是根据基站覆盖范围内的车辆的运动特性信息根据第一预定原则确定的，其中，所述运动特性信息包括车辆的位置、车辆运动方向以及车辆运动速度；所述第一预定原则包括：长度L的道路上，运动方向相同的连续S辆车为一个簇，所述L和所述S大于或者等于1；

所述确定模块，具体用于根据所述簇信息确定所述第一车辆是否属于第k簇。

14.根据权利要求11-13任意一项所述的分簇装置，其特征在于，

所述接收模块，具体用于通过Pc5口接收所述第k簇内除所述第一车辆外的车辆分别发送的对应的车辆信息。

15.根据权利要求11-14任意一项所述的分簇装置，其特征在于，所述装置还包括发送模块，

所述发送模块，用于将基站发送的簇消息转发至至少一个第二车辆，所述第二车辆用于将簇头发送的簇消息转发至至少一个边缘车辆；所述第二车辆和所述边缘车辆属于所述第k簇，所述边缘车辆在所述簇头的通信范围之外。

16.根据权利要求15所述的分簇装置，其特征在于，

所述发送模块，还用于将基站发送的簇消息通过一个所述第二车辆发送至至少一个第三车辆，所述第三车辆用于将所述簇消息转发至至少一个边缘车辆。

17.根据权利要求15或16所述的分簇装置，其特征在于，

所述确定模块，还用于将第k簇中对应的接收功率小于第二门限值的车辆确定为第二车辆。

18.根据权利要求11所述的分簇装置，其特征在于，

所述确定模块，还用于确定所述第一车辆的运动速度与所述第k簇内所有车辆的平均速度之间的差距是否大于第三门限值；

所述装置还包括：

执行模块，用于若所述确定模块确定所述第一车辆的运动速度与所述第k簇内所有车辆的平均速度之间的差距大于第三门限值，则将所述第一车辆剔除出所述第k簇。

19.根据权利要求11所述的分簇装置，其特征在于，

所述确定模块，还用于确定所述第一车辆属于的簇，以及确定所述第一车辆是否在任意一个簇的通信范围内；

所述确定模块，还用于若确定所述第一车辆不属于任意一个簇，且所述第一车辆在所述第k簇的通信范围内，根据所述第一车辆的运动速度和运动距离确定所述第一车辆的入簇因子，所述入簇因子用于确定车辆是否被允许加入一个簇；

所述确定模块，还用于确定所述第一车辆的入簇因子是否大于第一阈值；

所述确定模块，还用于若确定所述第一车辆的入簇因子大于第一阈值，确定所述第一车辆加入所述第k簇。

20.根据权利要求19所述的分簇装置，其特征在于，所述入簇因子的计算公式为，

其中，m表示第m个车辆，η_k,m表示第m车辆加入第k簇的入簇因子，t_m表示第m车辆的运动时间，d_m表示第m车辆的运动距离，v_m表示第m车辆的运动速度，t_{k_max}＝max{t_ki}，t_ki表示第k簇内第i车辆的运动时间，表示第k簇内所有车辆的平均速度，a_k和b_k是加权系数。