[發明專利]基于車輛軌跡的數據傳輸方法及系統

有效

• 申請號: 201310204140.6
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103338441A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 孫利民;陳良銀;付松濤;張靖宇;李志
• 申請（專利權）人: 中國科學院信息工程研究所
• 主分類號: H04W8/14
• 分類號: H04W8/14;H04W40/12;H04W84/18
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及通信領域，尤其涉及一種基于車輛軌跡的數據傳輸方法及系統。

背景技術

目前VANET（Vehicular?Ad-hoc?Network，車輛自組織網絡）中infrastructure-to-vehicle（互聯網接入點向移動車輛）數據傳輸方法主要有Tian等人提出的基于軌跡預測的infrastructure-to-vehicle數據傳輸算法，首次提出了基于目的車輛行進軌跡的infrastructure-to-vehicle數據傳輸方式。該算法假設每個交叉路口都有一個固定節點，有消息需要發送時，預測目的節點（即目的車輛上的移動節點）即將經過的一系列固定節點，并從中找到一個固定節點，使得源節點的消息到達該固定節點時，目的節點即將到達或剛好到達的概率最大化。該算法解決了infrastructure-to-vehicle傳輸時延抖動大和成功率低等問題，然而由于需要每個交叉路口都安裝固定節點，對VANET網絡建設需求較大，維護成本很高，其研究成果很難在現實中直接應用，不能成為解決問題的最終有效手段。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于車輛軌跡的數據傳輸方法及系統，降低數據傳輸的成本。

為解決上述技術問題，本發明提出了一種基于車輛軌跡的數據傳輸方法，包括：

步驟一，在所有車輛上設置移動節點，在部分交叉路口設置固定節點，在網絡接入點設置源節點，各移動節點、各固定節點和所述源節點均能夠計算自身到任一固定節點的消息傳輸時延，各移動節點會預先將所在車輛的行進軌跡上報給所述源節點；

步驟二，所述源節點需要向目的車輛發送消息時，判斷所述目的車輛的行進軌跡上是否有固定節點，若有則執行步驟三；

步驟三，所述源節點在所述目的車輛的行進軌跡上查找傳輸消息的最后一個固定節點，稱為尾節點，所述尾節點滿足：所述源節點到所述尾節點的消息傳輸時延小于或等于所述目的車輛到所述尾節點的行進時延；

步驟四，所述源節點根據各移動節點上報的車輛行進軌跡預測各時刻的節點分布位置，所述源節點到所述尾節點的傳輸節點序列中的傳輸節點包括固定節點和移動節點，所述源節點按照最小消息傳輸時延原則，根據所述節點分布位置和節點的消息傳輸時延選擇所述傳輸節點；

步驟五，將消息沿所述傳輸節點序列傳輸到所述尾節點，所述尾節點將消息轉發給所述目的車輛上的移動節點。

進一步地，上述基于車輛軌跡的數據傳輸方法還可具有以下特點，所述步驟四中，所述根據所述各節點分布位置和各節點的消息傳輸時延選擇由所述源節點到所述尾節點的傳輸節點序列包括：

步驟a，選擇所述傳輸節點序列中的固定節點，稱為固定傳輸節點，使得由所述源節點經各固定傳輸節點到所述尾節點的傳輸路徑的總消息傳輸時延最小；

步驟b，依次判斷由所述源節點經各固定傳輸節點到所述尾節點的傳輸路徑上相鄰兩個固定傳輸節點間的通信范圍是否有重合部分，若沒有則執行步驟c，否則轉向下一對相鄰固定傳輸節點，重復步驟b，直到最后一對相鄰固定傳輸節點判斷完畢；

步驟c，設通信范圍沒有重合部分的相鄰兩個固定傳輸節點中處于所述傳輸路徑上前面的節點為第一節點，另一節點為第二節點，根據所述節點分布位置，在所述第一節點的通信范圍內找到到所述第二節點的消息傳輸時延最小的移動節點，將該移動節點作為所述第一節點和所述第二節點之間的第一中繼節點；

步驟d，判斷所述第一中繼節點與所述第二節點的通信范圍是否有重合部分，若有則轉向下一對相鄰固定傳輸節點，重復步驟b，否則用所述第一中繼節點代替步驟c中的所述第一節點，重復步驟c。

進一步地，上述基于車輛軌跡的數據傳輸方法還可具有以下特點，步驟五中，所述將消息沿所述傳輸節點序列傳輸到所述尾節點包括：

傳輸過程中，若攜帶消息的當前移動節點遇到不在所述傳輸節點序列中的新移動節點，且所述新移動節點到所述傳輸節點序列中所述當前移動節點的下一個固定節點的消息傳輸時延小于所述當前移動節點到所述下一個固定節點的消息傳輸時延，則將所述新移動節點加入到所述傳輸節點序列中，并將消息傳輸給所述新移動節點。

進一步地，上述基于車輛軌跡的數據傳輸方法還可具有以下特點，步驟二中，若所述目的車輛的行進軌跡上沒有固定節點，則搜索會與所述目的車輛在預設時限內相遇、且相遇前會經過固定節點的車輛作為間接目的車輛，以該間接目的車輛代替所述目的車輛，執行所述步驟三；則經過所述步驟五，所述間接目的車輛上的移動節點獲得了消息，所述步驟五之后還包括：