[發明專利]一種利用路口靜態節點輔助數據轉發的車載網路由協議

有效

• 申請號: 201310275846.1
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103379575A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 秦華標;余聰;翁錦深
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04W40/04
• 分類號: H04W40/04;H04W84/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及車載自組網技術，具體涉及利用路口靜態節點輔助數據轉發的車載網路由協議。

背景技術

隨著智能交通系統的發展，在城市交通的車載自組網中進行大量數據的多跳傳遞越來越引起人們的關注。不同于傳統移動自組網中節點的移動是隨意的，城市交通的車載自組網中節點的移動是具有軌跡的。數據是在車輛節點間進行轉發的，而車輛節點的移動軌跡是可以由一系列路口以及與之連接的路段表示的，所以當數據在路段中轉發時，轉發軌跡是沿著路段的，當數據轉發到路口時，車載自組網路由協議會通過其算法選擇下一個轉發路段進行數據的轉發，然后數據又重新沿著路段進行轉發，轉發的過程不斷重復這些步驟，直到遇到目的節點。目前的車載自組網路由協議中，有些車載自組網路由協議是通過算法判斷出轉發的數據處于路口，雖然不需要額外設備，但是算法復雜，系統開銷大，精確度也不高。而利用路口靜態節點判斷轉發的數據處于路口（當數據轉發到路口靜態節點時，說明轉發的數據處于路口中），并為轉發的數據選擇下一個轉發路段的路由策略是當下極具潛力的研究方向。這種路由策略的技術關鍵在于根據路段的連通狀態選擇下一個轉發路段，從而降低時延或者提高傳遞率。當前采用的方法有：（1）根據路段連通狀態的歷史信息作為選擇下一個轉發路段的依據。（2）通過多跳廣播的方式獲得路段當前的連通狀態信息，而且為了獲得全局最優路徑，靜態節點間也不斷地進行信息交流。其中，方法（1）無法準確地獲悉路段當前的連通狀態，通過歷史信息獲得的下一個轉發路段可能不是最優選擇。方法（2）中的各個節點間的多跳廣播以及靜態節點間的信息交流加重了網絡負載，而且算法復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服現有車載組網路由協議的不足，提供一種性能更優的利用路口靜態節點輔助數據轉發的車載網路由協議，實現大量數據的多跳傳遞。本發明通過路口靜態節點獲得與之連接的各個路段的路段傳輸時延t_delay和路段連通狀態t_state，利用這兩個信息以及貪婪轉發算法選擇下一個轉發路段，信息收集簡便、價值高，算法實現簡單、代價低，所選的下一個轉發路段連通性強；同時由于靜態節點的存在，使得在路段中進行數據轉發所采用的貪婪轉發算法更優，基本上避免了局部最優現象的發生。改進后的利用路口靜態節點輔助數據轉發的路由協議提高了數據傳遞的成功率，降低時延與網絡負載。本發明的具體技術方案如下。

一種利用路口靜態節點輔助數據轉發的車載網路由協議，其包括如下步驟：

（1）在各個路口處設置靜態節點，所有靜態節點不斷收集UPAC報文并進行處理，獲得路段傳輸時延t_delay和路段連通狀態t_state；包括靜態節點和車輛節點的所有節點不斷收集HELLO報文并進行處理，獲得失效時間點TD。

（2）當數據在路段中轉發時，路由協議利用失效時間點TD和微觀貪婪轉發算法選擇下一跳節點進行數據轉發；當數據轉發到交叉路口時，路由協議利用路段傳輸時延t_delay、路段連通狀態t_state和宏觀貪婪轉發算法選擇下一個轉發路段進行數據轉發。

上述協議中，步驟（1）中的所有靜態節點不斷收集UPAC報文并進行處理，獲得路段傳輸時延t_delay和路段連通狀態t_state的具體過程為：

各個靜態節點周期性地向它所有的相鄰靜態節點發送連通性單播報文UPAC，周期為T1，UPAC報文包括源靜態節點IP地址、目的靜態節點IP地址、目的靜態節點地理位置、報文發送時間。所述的相鄰靜態節點指的是與該靜態節點連接的各個路段的另一端的靜態節點。路段上的車輛接收到UPAC報文后，利用目的靜態節點的地理位置，選擇鄰居節點列表中離目的靜態節點最近的鄰居節點作為下一跳進行報文的轉發。如果車輛節點在時間t_wait內仍然無法找到正確的下一跳，則直接丟棄該報文。經過車輛節點的多次中轉，目的靜態節點接收到相鄰靜態節點的UPAC報文；

各個靜態節點維護一張相鄰靜態節點列表，列表保存與該路口連接的各個路段另一端的靜態節點的IP地址、地理位置以及該路段的路段傳輸時延t_delay、路段連通狀態t_state。一個表項對應一個路段；