[發明專利]一種基于節點轉發能力估計的車載容遲網絡路由方法

有效

• 申請號: 201510631353.6
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105228180B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 李致遠;吳盼盼;宋躍;畢俊蕾;陳汝龍;劉路
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W40/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于節點轉發能力估計的車載容遲網絡路由方法，包括：步驟1：判斷目的節點是否在源節點通信范圍內，若在，則直接發送信息至目的節點；否則，執行步驟2；步驟2：估計源節點與其通信范圍內所有鄰居節點的有效連接時間T_a；步驟3：將T_a值超過閾值的鄰居節點視為中繼候選節點；步驟4：構造中繼候選節點吞吐量函數，計算中繼候選節點的平均轉發能力值；步驟5：將平均轉發能力值最大的中繼候選節點作為下一跳中繼節點；步驟6：源節點選出中繼節點，將信息發送至中繼節點；并將中繼節點作為新的源節點；步驟7：循環執行步驟1至步驟6，直至流媒體信息被成功傳送至目的節點。本發明數據包投遞率高，傳輸時延低、時延抖動低。

技術領域

本發明屬于車載容遲網絡應用領域，具體為一種基于節點轉發能力估計的車載容遲網絡路由方法。

背景技術

車聯網作為物聯網產業首先落地的項目，日益受到學術界和產業界的關注。當前，車聯網的主要應用服務包括車輛主動安全服務和用戶娛樂體驗服務。車輛主動安全服務是指在前方路段發生事故后，由前方車輛通過音視頻采集裝置將事故發生的狀況進行采集，而后通過車聯網的通信模塊向后方車輛節點進行數據轉發，以主動方式提醒汽車駕駛員前方有異常情況，從而避免了更大的交通事故。用戶娛樂體驗服務是一種新興的車聯網業務，它是指車輛之間以自組織的方式形成移動自組網，然后，在車輛之間共享短音頻和短視頻流，從而為用戶在旅途中增添樂趣。然而，車聯網中這兩項核心業務對于數據的傳輸能力要求很高，因此，有必要研究車聯網環境下的數據傳輸方法。

根據車輛節點的分布和道路狀況，車聯網可以分為節點間全連通的車載自組織網絡(Vehicular Ad Hoc Networks,VANETs)和節點間間歇性連通的車載容遲網絡(VehicleDelay Tolerant Networks,VDTNs)，因此，當前車聯網研究的重點就是針對VANETs和VDTNs兩種環境下的高效數據轉發。由于VDTNs中節點間的連接是間歇性的、機會性的，因此，VDTNs相對于VANETs的數據轉發條件更加嚴格、更具挑戰性。歸納起來，現有的車聯網路由和數據轉發算法可以分為3類：基于連接感知的路由算法、基于地理區域的路由算法Geocast和基于地圖導航的路由算法。其中，基于連接感知的路由算法主要是根據源節點與目的節點之間的距離、傳播功率、傳輸比率和車輛密度來計算節點之間的連接概率，并以此來估計數據包被成功接收的概率，繼而選出高連接率的節點作為中繼節點。這類方法不僅實現簡單，且效率較高。不足之處在于它們均是針對全連通覆蓋的VANETs網絡，所采用的路由模式為存儲—轉發，這種路由轉發模式并不適用于VDTNs這種機會性網絡。基于地理區域的路由算法Geocast是一種向特定區域內所有節點傳送數據的多播數據轉發協議，它主要適用于地理區域廣播這類型的應用。然而，Geocast協議并不適應于Geocast組內節點稀疏的環境，因此，現有針對Geocast路由的研究仍然是在VANETs環境下。基于地圖導航的路由算法是利用車輛在長途行駛時會開啟GPS系統并根據電子地圖選路的特性，將駛往相同或相近目標區域的車輛組合成穩定的連通支配集，從而提高了數據轉發的成功率。這種方法的不足在于它過分依賴于GPS導航系統，因此，對于不使用GPS導航系統或者不使用相同廠家GPS導航系統的車輛，將無法獲得這項服務，這必將進一步降低車聯網環境下車輛節點的稀疏度并導致節點連接間歇性和機會性程度加強，不可預測度加劇。

發明內容

技術問題：目前，車聯網路由和數據轉發方法大都還是基于連通覆蓋度較高的VANETs環境，而現有方法應用于節點連接具有間歇性和機會性的VDTNs網絡，會導致數據轉發效率降低；數據傳輸時延、時延抖動及丟包率增大；數據傳輸的穩定性變弱。

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明提出一種基于節點轉發能力估計的車載容遲網絡路由方法，該方法針對VDTNs環境的特點，采用了基于節點轉發能力估計的存儲—攜帶—轉發路由策略，具體技術方案如下：

一種基于節點轉發能力估計的車載容遲網絡路由方法，包括如下步驟：