[發(fā)明專利]一種車載時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的可信路由方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310043504.7
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103973556A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李千目;戚湧;侯君;姜海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫南理工科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H04L12/701
• 分類號: H04L12/701
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)，尤其是時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)，具體地說是一種車載時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的可信路由方法。

背景技術(shù)

車載網(wǎng)絡(luò)是一種依靠安裝有無線通信設(shè)備的車輛實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線自組織網(wǎng)絡(luò)。近年來，隨著無線通信技術(shù)以及車輛GPS系統(tǒng)的發(fā)展，車載網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛的應(yīng)用。例如：將車流量信息通過車載網(wǎng)絡(luò)廣播給公路上的車輛，司機(jī)可以提前更改行車路線，避開擁塞路段；將交通事故信息傳遞給最近的警察局和急救中心，事故可以得到及時(shí)的處理；司機(jī)通過車載網(wǎng)絡(luò)查詢附近的加油站、餐館等信息，方便出行。

將傳統(tǒng)的MANET（mobile ad hoc network）路由協(xié)議直接應(yīng)用于車載網(wǎng)絡(luò)，并不能取得令人滿意的性能。其主要原因在于以下2點(diǎn)：（1）MANET中總是在源和目的間尋求一條代價(jià)最低的鏈路傳輸數(shù)據(jù)，將鏈路的中斷視為短暫的異常情況。但是在車載網(wǎng)絡(luò)中，車輛的高移動性致使車輛間的連接經(jīng)常中斷，難以保證持續(xù)穩(wěn)定的連接。（2）在車輛的密度是較低的情況下，車輛很可能處于孤立的狀態(tài)，不存在可通信的鄰居車輛，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的丟棄。

車載網(wǎng)絡(luò)具有的間歇連通性和低密度性使其更加符合時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)(delay-tolerant network，簡稱DTN)的特點(diǎn)。時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)是一種在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間不存在端到端鏈路的條件下，依靠存儲轉(zhuǎn)發(fā)異步通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的無線自組網(wǎng)絡(luò)。

目前，國內(nèi)外采用時(shí)延容忍的思想設(shè)計(jì)車載路由的方案主要存在以下幾種：

方案1：Wu H,Fujimoto RM提出MDDV協(xié)議和Zhao J,Cao G提出的VADD路由協(xié)議。前者利用車輛攜帶數(shù)據(jù)到目標(biāo)區(qū)域，并將數(shù)據(jù)包擴(kuò)散給區(qū)域內(nèi)的車輛。后者基于歷史交通流量信息，車輛可以在路口選擇一個(gè)合適的傳遞方向，最終將數(shù)據(jù)傳遞到目的地。但是在這兩種方法中，數(shù)據(jù)的目的地或目的區(qū)域都是固定的，無法適用于移動節(jié)點(diǎn)的情況。

方案2：Huang HY,Luo PE基于對中國上海市區(qū)出租車移動路線的研究，引入車載網(wǎng)絡(luò)(SUVnet)的概念，并對傳染路由進(jìn)行了改進(jìn)，提出DAER路由協(xié)議。但是該方案假設(shè)節(jié)點(diǎn)知道目的節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前位置，這種假設(shè)在一定條件下是無法滿足的。

方案3：DingY,Wang C引入固定基礎(chǔ)設(shè)施輔助數(shù)據(jù)的傳輸，當(dāng)車輛發(fā)現(xiàn)自己的移動方向背離數(shù)據(jù)包的目的地時(shí)，則將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給固定設(shè)施，由后繼的車輛從固定設(shè)施獲取數(shù)據(jù)包繼續(xù)傳遞過程。這種方法可以保證數(shù)據(jù)傳遞的準(zhǔn)確性，但需要額外增加大量的基礎(chǔ)設(shè)施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種車載時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的可信路由方法，對不同移動模型統(tǒng)一描述，并提出一種模型相似度評價(jià)機(jī)制（Movement Model Similarity Evaluation Scheme，簡稱MMSE），基于MMSE設(shè)計(jì)一種面向移動范圍轉(zhuǎn)發(fā)動態(tài)多副本路由（Movement Range Oriented Forwarding and Dynamic Multi-copies Routing Protocol，簡稱MROFDM）。該方法利用移動模型間的相似度和車輛的本地實(shí)時(shí)信息，將數(shù)據(jù)向目的節(jié)點(diǎn)的移動范圍內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)采用副本均衡策略，動態(tài)調(diào)整不同類型數(shù)據(jù)包的副本數(shù)目。本發(fā)明與傳統(tǒng)的多副本路由協(xié)議相比，在車載網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有很好的可行性和適應(yīng)性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種車載時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的可信路由方法，本方法利用移動模型間的相似度和車輛的本地實(shí)時(shí)信息，將數(shù)據(jù)向目的節(jié)點(diǎn)的移動范圍轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)采用副本均衡策略，動態(tài)調(diào)整不同類型數(shù)據(jù)包的副本數(shù)目。

本發(fā)明的包括以下步驟：

第一步，源節(jié)點(diǎn)采用副本均衡策略動態(tài)增加副本數(shù)目，采用下述公式計(jì)算源節(jié)點(diǎn)增加的數(shù)據(jù)包副本ex的值,同時(shí)更新縮減的數(shù)據(jù)包副本數(shù)目bal的值；

λ·ex=redu

bal=bal-ex≥0

其中，λ表示節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建新的不確定UM數(shù)據(jù)包的速率；redu表示數(shù)據(jù)包縮減速率；

第二步，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)在路口遇到任一節(jié)點(diǎn)時(shí)，如果遇到的是目的節(jié)點(diǎn)，直接完成數(shù)據(jù)的傳遞；

第三步，如果遇到的是非目的節(jié)點(diǎn)，則根據(jù)相遇節(jié)點(diǎn)的相似度，進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)：

首先，采用下述公式計(jì)算作為移動模型的源節(jié)點(diǎn)M₁和與之相遇的節(jié)點(diǎn)M₂之間相似度Sim(M₁,M₂)；