[發明專利]基于802.11的感知傳輸質量保障鏈路穩定路由方法和車載自組織網絡

有效

• 申請號: 201710150990.0
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107124359B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 陳晨;劉雷;呂婧華;呂寧;候蓉暉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;西安建筑科技大學
• 主分類號: H04L12/707
• 分類號: H04L12/707;H04L12/721
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪;何畏

本發明屬于車載自組織技術領域，公開了一種基于802.11感知傳輸質量保障鏈路穩定路由方法，采用“傳輸質量”的指標評估多跳路由的性能，反映鏈路的位置對于網絡的影響，同時也考慮了數據的傳輸開銷和投遞率；通過建立車間距離的G/G/1模型，預測車間的連通時間；結合傳輸質量和網絡連通度模型，提出了高速道路車載環境下基于傳輸質量感知鏈路穩定性的路由協議；通過結合鏈路質量和路由連通時間模型，該路由協議可以有效保障高速道路上多跳傳輸。

技術領域

本發明屬于車載自組織技術領域，尤其涉及一種基于802.11感知傳輸質量保障鏈路穩定路由方法。

背景技術

車載自組織網絡(VANETs)由于在加強道路安全、保障行駛便利等方面的潛力吸引了越來越多的注意力。不同于其他的自組織網絡，車載自組織網絡有其自身獨有的特點，比如，節點的快速移動，拓撲的動態變化。這些特點容易造成網絡的頻繁中斷，導致鏈路的不穩定。因此，設計一個穩健的路由協議以確保信息的有效傳輸是一個極其有挑戰的任務。到現在為止，已經有很多路由機制被提出來應對這些挑戰。PBR[V.Namboodiri and L.Gao，Prediction-based routing for vehicular ad hoc networks，IEEE Transactions onVehicular Technology，vol.56，pp.2332-2345，2007]是針對移動網關設計的路由協議。它利用高速道路上車輛的移動預測模型來計算節點之間的連通時間。通過該模型，在已有的路由失效之前就可以提前創建一個可替代的路徑。但是，它沒有考慮節點之間信息傳輸的一些參數，例如，投遞率，時延等。EG-RAODV[M.H. Eiza and Q.Ni，An evolving graph-based reliable routing scheme for VANETs， Vehicular Technology，IEEETransactions on，vol.62，pp.1493-1504，2013]采用演化圖理論建立了高速場景下車間的通信模型。該模型在刻畫動態拓撲的演化特征以及決定穩定路由方面發揮著重要的作用。然而，它不能反映車間通信的特性，比如，信號衰落，信道競爭，隱藏終端等。另外一個提升多跳傳輸穩定性的方法是利用“任播”機制。基于該機制，LLA[J.Rak，LLA:A New AnypathRouting Scheme Providing Long Path Lifetime in VANETs，CommunicationsLetters，IEEE，vol.18，pp.281-284，2014]提出了鏈路開銷的指標。該指標結合了數據投遞率以及鏈路穩定性的水平來反映鏈路的性能。然后，源節點和目的節點之間的“任播”路由可以通過LLA算法建立。不過，每個節點需要借助beacon的交互獲知其他節點的信息，同時還需要經過LLA算法得到自己到目的節點的權值。這對于大規模的場景或者緊急信息的情況會提出較大的挑戰。

綜上所述，現有技術存在的問題是：考慮到車載網絡中，節點的快速移動，拓撲的頻繁變化，設計一個穩健的路由協議是一個非常有挑戰的任務。雖然到現在為止，已經有很多協議被提出來保障信息的有效傳輸。但是，這些協議依然存在一些問題，比如，它們不能全面的去反映節點的移動特性、鏈路的傳輸特征、信道的復雜環境以及路由內部的鏈路位置的影響。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于802.11感知傳輸質量保障鏈路穩定路由方法。

本發明是這樣實現的，一種基于802.11感知傳輸質量保障鏈路穩定路由方法，所述基于802.11感知傳輸質量保障鏈路穩定路由方法采用鏈路傳輸質量的指標評估多跳路由的性能；建立車間距離的G/G/1模型，預測車間的連通時間；

所述鏈路傳輸質量表示為當數據成功傳輸時，所需要的平均鏈路開銷：

其中LPDR_n表示數據投遞率，即一個數據成功傳輸至目的節點的概率：