[發明專利]車載Ad hoc網絡下基于位置信息的混合路由協議

有效

• 申請號: 201310186470.7
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103260208A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 趙海濤;陶運錚;劉南杰;黃波;李大鵬
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W80/00;H04W84/18
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及車載網絡技術領域，特別涉及車載Ad?hoc網絡下基于位置信息的混合路由協議。?

背景技術

近幾年，車載Ad?hoc（點對點）網絡受到越來越多的關注，特別是智能交通系統（ITS）。但是，在車載網絡中，尋找到有效的路由來傳輸數據仍然是很大的挑戰，例如車輛密度會隨著時間的推移而改變；車輛的多少（成百或者成千的車輛）；由于高速運動或者城市環境中自然障礙物的干擾所導致的信道衰落等等問題。最近，針對車輛Ad?hoc網絡的環境有很多新的研究，包括了實際場景下的流動性和傳播模型^[1]～[3]。這些研究主要是針對這些路由協議應用到車載Ad?hoc網絡中所面臨的關鍵性問題。?

人們普遍認為基于地理（或者位置）的路由協議是解決伸縮性問題的關鍵。產生這種觀念的主要原因是因為基于位置的路由不需要交換鏈路信息，不需要建立和維護任何路由表，這種運行方式會大大減少路由開銷。所以大部分人都認為，基于位置的路由協議更加適合在高速變化的情景下使用，性能更佳。?

在車載Ad?hoc網絡中，目標車輛和所有一跳鄰車輛的距離是該類路由協議選擇下一跳車輛來轉發數據分組的判斷依據。目的節點的位置存儲在源節點發送的數據包的消息頭中。而鄰居節點的位置是通過信標消息的定期發送來獲得的。基于位置的路由假設所有的車輛都安裝了全球定位系統（GPS），從而都知道自己的位置。基于位置的路由也假設發送車輛知道目的車輛的位置信息。這些假設需要一個高效的位置服務管理系統，這個系統可以跟蹤到車輛在網絡中的位置^[4]。因此，基于位置的路由協議會存在幾個問題：使得該類路由協議不能得到實際應用的最大阻礙--位置錯誤。位置錯誤會嚴重降低基于位置的路由協議的性能，對基于位置的路由協議而言，如何獲取到準確的位置信息是最大的問題。此外，在尋找不到鄰居節點的場景下（空洞問題）如何進行數據轉發，基于位置的路由協議還不能解決這個問題。在這種場景下，就需要一個備份程序來克服這個問題。不幸的是，當前的備份程序中，數據包經常需要經歷很長的路徑才能到達目的車輛或者陷入循環從而被丟棄。?

在車載Ad?hoc網絡中，還沒有哪一種路由協議可以適用于所有的場景，在這種現狀下，把幾種路由協議結合到一起將會更有效果。設計這樣一個協議的關鍵問題在于如何充分利用可以得到的位置信息，以減少路由開銷。本發明設計新的協議的目的是提出新的路由策略來實現位置信息的空間作用。設計協議的主要目的不是為了取代當前的基于拓撲的路由協議，而是為了增強AODV路由協議的性能，使得該協議中的所有節點和基于位置的路由協議一樣，也充分使用位置信息。很顯然，ITS的路由協議將隨著混合協議這條路線發展下去。?

現有技術是基于GPS接收設備的車載可靠路由協議V-SARP，對AODV路由協議以洪泛廣播的方式進行路由發現這一缺點進行了改進，但是改進的過程中沒有充分利用獲取到的鄰居節點的位置、速度和相對方位信息，并且改進之后的最佳路由選擇過程會帶來過高的時延。?

V-SARP路由協議將基于拓撲和基于位置信息的路由協議有機結合到了一起。利用得到鄰居車輛的位置信息減少了RREQ分組轉發的次數，同時改善了最佳路徑的選擇過程。V-SARP路由協議中RREQ分組轉發范圍改進的過程中，只考慮的了距離的因素，并沒有考慮實際車輛與源車輛之間的位置關系，會導致如圖1所示的問題。V-SARP路由協議的優選半徑R是根據車輛的廣播范圍來確定的，并沒有考慮實際場景中，鄰居車輛與當前車輛的具體位置信息，所以會出現當車輛1只有兩個鄰居車輛2和3，且都遠離車?輛1的場景下，V-SARP路由協議將面臨著沒有下一跳節點可以選擇的尷尬境地。并且V-SARP路由協議也沒有考慮下一跳節點與當前車輛之間的相對速度，當二者方向相反的時候，該節點應該被默認為是邊緣節點，而不進行路由請求分組的轉發。本發明能更好的解決上述問題。?

發明內容

本發明目的在于充分利用獲取到的位置信息，對優選節點的判斷條件和路由發現過程進行了改進，提出了一種車載Ad?hoc網絡下基于位置信息的混合路由協議。本發明的過程降低了由廣播RREQ所引起的網絡洪泛，并保證建立的反向路由的壽命較長。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明提出了一種車載Ad?hoc網絡下基于位置信息的混合路由協議（E-SARP），本發明通過判斷節點可靠性可路由質量，過濾具有不可靠因素的中間節點。?

方法流程：?

本發明提出一種車載Ad?hoc網絡下基于位置信息的混合路由協議，其包括如下：?