[發明專利]車輛自組織網絡中基于路段長度的交叉口路由方法

有效

• 申請號: 201410437414.0
• 申請日: 2014-08-30
• 公開（公告）號: CN104185239B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 陳晨;張寧;裴慶祺;呂寧;魏康文
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W84/18
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 田文英,王品華

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及一種車輛自組織網絡(VANETs)中基于路段長度的交叉口路由方法。本發明可用于城市場景的路由決策，根據路段的長度利用不同的方法計算交叉口相鄰路段的連通度，優先選擇連通的且距離目的節點較近的交叉口節點，可有效避免將數據包轉發到易于中斷的路段上，減少了網絡延遲，提高了車輛自組織網絡的整體性能。

背景技術

車輛自組織網絡是移動自組織網絡一個極具應用價值的研究方向，并且為智能交通系統的發展提供了一個有效的解決方案。車輛自組織網絡以行駛的車輛和道路基礎設施為節點，實現車與車之間以及車與道路設施之間的信息交換，從而形成了由車輛與道路基礎設施組成的實時通信網絡，不僅提高了道路交通的安全性與管理效率，而且增加了駕駛舒適性。在城市環境中，網絡拓撲變化頻繁、節點移動受道路布局限制以及路邊障礙物對無線信號的阻擋，使車輛組織網絡的路由協議設計比移動自組織網絡更加復雜。因此，如何結合城市環境下車輛自組織網絡的特點設計出穩定、高效的路由協議是車輛自組織網絡研究的一個重點。

上海交通大學擁有的專利技術“一種動態自適應的車輛網絡路由方法”(授權公告號CN102595547B，申請號201210081277.2)公開了一種動態自適應的車輛網絡路由方法。該方法中車輛以及路邊節點首先利用歷史數據初始化整個網絡系統，隨后車輛通過GPS以及路邊節點獲取其它車輛的軌跡信息、位置信息和當前道路的實時道路信息，接下來各個車輛分別計算按道路來路由的路由策略和不考慮道路的路由策略在當前情況下的傳輸成功率期望值及傳輸時延期望值，最后選擇其中一種路由策略傳輸數據包，并在需要的情況下對所選路由策略做出調整。該方法雖然根據不同的路況選擇不同的路由策略，但是該方法仍然存在的不足是，沒有考慮到真實城市環境下障礙物對無線信號傳輸的影響，造成丟包率的增加。

Lochert等人在“Geographic Routing in City Scenarios”(ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review，2005)中提出了一種基于交叉口的路由協議GPCR(Greedy Perimeter Coordinator Routing)。該協議在每個交叉口設置協調節點，在交叉口之間的路段上采用貪婪轉發，在交叉口將數據包轉發給協調節點，由協調節點決定數據包的轉發方向。該協議雖然解決了信號傳輸受障礙物阻礙的問題，但是該方法仍然存在的不足是，過度依賴交叉口節點，將數據包轉發給經過的每個交叉口的協調節點，增加了跳數和延遲，降低了數據包的轉發效率，此外交叉口節點的判斷算法增加了通信開銷。

Lee等人在“Enhanced Perimeter Routing for Geographic Forwarding Protocols in Urban Vehicular Scenarios”(Globecom Workshops，2007 IEEE)中提出了一種基于預測的交叉口路由協議GpsrJ+(Greedy Perimeter Stateless Routing Junction+)。該協議主要改進了交叉口處的路由策略，只有在數據包的轉發方向發生變化時，才將數據包轉發給交叉口節點，否則數據包仍采用貪婪轉發。若當前節點的鄰居節點中存在交叉口節點，就讓當前節點做出如下預測：若該交叉口節點接收到數據包，它將會選擇哪個節點作為下一跳，如果預測所得的下一跳節點與當前節點的最遠鄰居節點在同一路段上，則直接將數據包轉發給最遠的鄰居節點；否則，轉發給交叉口節點。與基于交叉口的路由協議GPCR相比，該協議減少了數據包轉發的跳數，降低了對交叉口的依賴性，提高了數據包投遞率。但是該協議仍然存在的不足是，基于預測的交叉口路由協議GpsrJ+沒有考慮路段的連通度，僅根據交叉口的一跳鄰居節點選擇轉發方向，有可能將數據包轉發到不連通的路段上，造成網絡中斷，使得數據包無法繼續傳輸。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提出一種車輛自組織網絡中基于路段長度的交叉口路由方法。本發明依據城市環境下車輛自組織網絡中路段的長度，根據交叉口節點計算得到的相鄰路段連通度，選擇連通的且距離目的節點最近的交叉口節點或者鄰居節點作為下一跳。

為實現上述目的，本發明提出的路由方法實現的具體思路是：首先交叉口節點計算相鄰路段的連通度；然后根據相鄰路段的連通度，將數據包轉發給距離目的節點最近的交叉口節點或者鄰居節點；重復上述過程直到到達目的節點。

本發明實現上述目的的具體步驟如下：