[發明專利]車載自組織網絡中選擇噴發范圍的多副本路由方法

有效

• 申請號: 201410060371.9
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103763193B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 唐倫;韓潔;陳前斌
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/861;H04L29/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于車載自組織網絡技術領域，涉及一種車載自組織網絡中選擇噴發范圍的多副本路由方法。

背景技術

車載自組網絡(VehicularAdhocNetworks,VANET)是專門為了車輛通信而設計的自組織網絡。由于車輛不斷的高速運動所以其網絡傳輸環境一般比較惡劣。VANET近幾年備受關注，在VANTE中，點對點通信對于許多應用非常需要，包括駕駛輔助系統，互聯網接入，和道路交通信息的收集。由于車輛的移動性，無線資源的有限性和無線信道的損耗性，通過一系列中間節點尋找一條從源節點到目的節點的有效的路徑是非常大的挑戰。路由的效率是依賴于所有節點參與數據傳輸，這一系列情況使得路由選擇問題比較困難。

多副本路由策略被認為是最合適消息傳遞的方法，所以傳染路由方式被提出。傳染路由協議是一種基于存儲攜帶轉發方式的洪泛路由協議，它有著很高的投遞率和較低的復雜性，但是同時也有很高的開銷和時延，傳統的路由算法為追求高的傳輸成功率、低的傳輸延遲，通常會進行大量的數據包轉發，大量的無效數據包轉發成為節點資源消耗的一個突出問題。因此，為了最大化傳輸率、最小化端到端時延和總體資源消耗，需要對傳染路由協議進行消息副本數量的控制，在傳染路由的基礎上提出了洪泛控制算法SprayandWait和BinarySpray?andWait路由協議來控制洪泛的程度。

SprayandWait路由包含兩個階段：噴發階段和等待階段。在噴射階段，類似于傳染路由的噴發方式，源節點消息生成L個消息副本，擁有此消息副本的節點將其轉發給L個不同的能接收消息副本的節點，然后進入等待階段。等待階段，即如果目的節點在噴射階段沒有被發現，L個攜帶消息副本的節點一直等到遇見目的節點并把消息投遞給它，或者到達消息的生存時間丟棄消息。

BinarySprayandWait是對SprayandWait的改進，是為了更快地將消息投遞出去，它不同的部分是在Spray階段。當一個節點A（源節點或者中繼節點）擁有一個以上的消息副本并且遇見節點B，且B沒有這個消息副本，節點A轉發一半的消息副本給節點B，自己保留一半的消息副本。當網絡中每個節點都只剩下一個副本，它轉換成Wait階段，當它遇見目的節點時采用直接傳輸方式或者到達生存時間丟棄消息。

雖然以上兩種協議性能較好，但是它自身也存在一些缺陷，比如，它轉發固定數量的副本，對于應用在不同的網絡中，沒有很好的靈活性。在車載自組織網絡中，由于它自身的一些特點，它可以獲得關于周圍環境的各種信息，所以可以對基礎的S&W協議進行改進，使得更適合在車載自組織網絡中的應用。并且，在第二階段，它一直被動的等待采用直接傳輸或者等到消息到達生存時間，非常不利于消息迅速而有效地投遞到目的地。基于這些不足之處，本發明提出了以下技術方案。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種車載自組織網絡中選擇噴發范圍的多副本路由方法，用于在車間通信中提高消息的投遞率，降低時延并且減少資源的損耗和開銷。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種車載自組織網絡中選擇噴發范圍的多副本路由方法，在噴發階段：車輛源節點首先獲得L個消息副本；通過定位系統獲取當前位置信息、目的地位置信息與車輛運動方向，并且計算相遇的車輛是否在面向目的地限定的角度范圍內；結合位置信息如果判斷出遇見的鄰居車輛在角度限定的范圍內，繼續進行關于車輛運動方向的判斷來選擇噴發的副本個數，如果判斷出車輛不在角度限定的范圍內，則發送1個消息副本；繼續判斷相遇車輛的運動方向與目的地是否一致，如果相遇車輛的運動方向與目的地也一致，則發送L/2個消息副本，如果相遇車輛的運動方向與目的地不一致，則發送一個消息副本，最后每個車輛節點攜帶一個消息副本時結束噴發階段，進入等待階段。

進一步，在車載自組織網絡中，車輛可以比較方便地獲取自己和鄰居節點及目的地的位置、方向，每個車輛維護一個鄰居列表記錄一跳范圍內的節點信息，可以利用這些信息使消息副本的噴射有一定的導向性和目的性，而不是在網絡中盲目地噴發，所以在本發明中，在確定噴發范圍時，車輛利用自己和鄰居節點及目的地的位置、方向信息使消息副本的噴發具有一定的導向性和目的性，假設當前車輛行駛方向為單位向量源節點與目的節點的矢量與行駛方向向量夾角為θ，在{θ_th+θ,θ_th-θ}為可能采用二分法噴發的范圍,其中θ_th為90度。