[發明專利]城市場景中有基礎設施的車聯網大規模異構網絡的連通性方法

有效

• 申請號: 201610068732.3
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105722176B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 程久軍;程駿路;臧笛;徐娟;楊陽;邵劍雨;廖競學;陳福臻;吳瀟;鄢晨丹;秦鵬宇
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H04W40/14
• 分類號: H04W40/14;H04W40/20
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種城市場景中有基礎設施的車聯網大規模異構網絡的連通性方法，步驟一、路口網關基于相鄰的交叉路口建立向目標車輛的轉發路徑，即為主干路網。基于在源車輛與目標車輛之間所有可能的主干路網，路口網關將依次應用車聯網連通性模型，計算比較各主干路網的連通可能性，從中選擇連通可能性最大的主干路網作為轉發路徑，計算轉發路徑的流程如算法1所示。步驟二、當源車輛收到路口網關發回的用主干路網表示的轉發路徑后，就開始進行數據分組的轉發，算法2具體描述數據分組的轉發過程。本發明能夠滿足上層應用的服務質量要求，利用遺傳算法求解該連通性模型的近似最優解，以期快速找到滿足應用程序需求的轉發路徑。

技術領域

本發明涉及車聯網技術領域。

背景技術

在新型車聯網大規模網絡體系中，如何實時構建互聯互通網絡，保持穩定狀態為應用層提供實時數據，從而支撐應用層智能化服務，是車聯網大規模網絡動態演化機制研究所面臨的一個難點。

目前在車輛自組織網絡VANET中，研究人員對路由維護進行了相關研究，取得了一定成果，主要表現在VANET的三類路由協議上，包括單播(Unicast)，地理組播(Geocast)和廣播(Broadcast)路由，具體總結如圖1所示。單播路由又可以根據其所需要的信息類型分為四類，如圖1右半部分所示。第一類是傳統的基于拓撲的路由協議(Topology-basedrouting protocol)，第二類是基于位置的路由協議(Position based routingprotocol)，第三類是基于地圖的路由協議(Map based routing protocol)，第四類是基于路徑的路由協議(Path-based routing protocol)。

早期自組織網絡的路由協議都屬于基于拓撲的路由協議。在該類協議中，網絡中源節點通過路由表建立到目的節點的連通路徑并發送數據。目的序列距離矢量路由(Destination Sequenced Distance Vector Routing,DSDV)[1]協議的思想是每個節點都必須時時維護一張完整的路由表。但是在網絡拓撲頻繁變化的VANET中，由于維護和更新路由信息的開銷太大，且路由信息生命周期非常短，DSDV并不適合VANET。源路由協議(Dynamic Source Routing,DSR)[2]協議基于源路由發現機制，通過消除表驅動方式所需要的周期性表更新消息，限制網絡控制報文的大小，大大減少無線網絡帶寬的開銷，并有效避免網絡中大規模路由更新，有效提高實際傳輸效率。但是，全網范圍內的洪泛路由方式還是導致網絡負載開銷非常大。Ad hoc按需距離矢量(Ad-hoc On Demand Distance Vector,AODV)[3]協議結合了DSR算法和DSDV算法優點，每個節點不需要或者只維護部分路由表，數據包頭部不需要攜帶路徑信息，需要連接網絡的節點通過廣播發送連接請求，其他節點轉發該消息，并記錄它們是從哪個節點接收到這個消息，并往回創建臨時路由到發起請求的節點。它的缺點在于：首先，節點保存的路由表不存在候選路徑；其次，僅適用于雙向傳輸信道的網絡環境；再次，采用的“超時刪除”路由機制，容易造成尚未失效的路由在超過生命周期后被刪除。文獻[4]在基于合作機制的VANET網絡中，考慮合作機制產生的通信增益來計算鏈路發送時延，綜合鏈路沖突數和發送時延作為路由判據，設計了MCCM(Multi-ChannelContention-aware Cooperative Metirc)，將其替代AODV中以跳數作為路由判斷依據，設計了一種分布式路由選擇協議MCCR(Multi-Channel Contention-aware CooperativeRouting)。總之，在這類協議中，網絡節點無論是否有通信需求都需要維護全部或者部分路由信息，而VANET中高速移動的車輛節點和頻繁變化的拓撲結構，將會導致這類協議無法發揮其作用。