[發(fā)明專利]一種基于鏈路傳輸能力的跨層車載網(wǎng)路由方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710216911.1
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN107105388B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 朱琦;賁挹坤
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W4/44;H04W40/02;H04W40/14;H04W40/20;H04W84/18;H04L12/721
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所 32241
• 代理人: 唐小紅

本發(fā)明公開了一種基于鏈路傳輸能力的車載網(wǎng)絡跨層路由方法。本發(fā)明方法在車載網(wǎng)絡城市場景中，結合已有的MAC層接入?yún)f(xié)議，考慮因為信道衰落產生的傳輸失敗概率和鄰節(jié)點信道使用情況，通過定義表征節(jié)點之間的通信能力的參數(shù)，反映了節(jié)點之間傳輸?shù)挠行裕辉诖嘶A上給出了一種新的適應城市場景的路由判據(jù)，實現(xiàn)了一種網(wǎng)路層與MAC層的協(xié)議設計，可以更有效的利用節(jié)點進行轉發(fā)。本發(fā)明以提高鏈路的穩(wěn)定性為目的，盡量減少了重新建立路由的次數(shù)，從而降低了平均端到端時延，減少了丟包率。

技術領域

本發(fā)明設計了一種基于鏈路傳輸能力的跨層車載網(wǎng)路由方法，屬于通信技術領域。

背景技術

車載自組織網(wǎng)絡(VANET)作為移動自組織網(wǎng)絡(MANET)的一個研究方向，在智能交通系統(tǒng)(ITS)中有著重要的應用。VANET將車輛節(jié)點與道路基礎設施作為網(wǎng)絡節(jié)點，主要實現(xiàn)車輛間通信(V2V，Vehicle-to-Vehicle Communication)和車輛與路邊設施之間的通信(V2I，Vehicle-to-Infrastructure Communication)，構成了實時通信的移動網(wǎng)絡，提高了交通的安全性和管理效率，同時也為車輛駕駛提供了更多的服務。由于車輛的高移動型，VANET具有網(wǎng)絡拓撲頻繁變化的特性，一般的MANET協(xié)議在VANET場景下，容易產生網(wǎng)絡中斷，高時延，高丟包率等問題，無法滿足VANET的需求。所以VANET的協(xié)議設計成為了解決這些問題的研究熱點。

車載網(wǎng)絡城市場景中，因為建筑物的阻擋和節(jié)點的移動性，節(jié)點間的鏈路頻繁斷開會對于網(wǎng)絡性能產生較大的影響；跨層設計結合鄰節(jié)點的信道使用情況，考慮不同信道衰落產生的傳輸失敗概率，可以更有效的使用無線信道資源，具有廣泛的研究與應用前景。

發(fā)明內容

技術問題：本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服傳統(tǒng)路由在VANET下的缺點，提供一種綜合考慮城市場景中影響鏈路傳輸能力的路由方法，確保鏈路的穩(wěn)定傳輸能力，提高網(wǎng)絡資源的利用率。

本發(fā)明具體采用以下技術方案解決上述技術問題。

技術方案：本發(fā)明旨在提供一種基于鏈路傳輸能力的跨層車載網(wǎng)路由方法，該方法包括：

1).計算節(jié)點在數(shù)據(jù)流上發(fā)送數(shù)據(jù)的成功概率：設集合示源節(jié)點S到目標節(jié)點D的N條路由路徑，集合表示路徑R_j所包含的M個節(jié)點序列，節(jié)點表示路由路徑R_j上的第i跳節(jié)點。表示當節(jié)點在數(shù)據(jù)流S→D上，能成功將信息發(fā)送到下一跳節(jié)點的概率。路徑損耗下節(jié)點的接收功率為其中表示節(jié)點和節(jié)點之間的距離，P_t為距離節(jié)點d₀距離處的接收功率，γ為路徑損耗系數(shù)，K為環(huán)境常數(shù)。當節(jié)點與節(jié)點之間存在建筑物阻擋時，進行一次發(fā)送數(shù)據(jù)的成功概率為其中erf表示誤差函數(shù)，Ψ_dB為發(fā)射與接收功率比值的分貝值，服從均值為μ_dB，標準差為的正態(tài)分布，ε_th表示節(jié)點的接收功率閾值的對數(shù)形式；當節(jié)點與節(jié)點之間不存在建筑物阻擋時，進行一次發(fā)送數(shù)據(jù)的成功概率為其中P_th表示節(jié)點的接收功率閾值。

2).計算節(jié)點能夠使用業(yè)務信道進行發(fā)送的概率：定義節(jié)點能夠使用業(yè)務信道進行發(fā)送的概率表示最近N個長度為T的周期內，能夠使用業(yè)務信道的時間的平均值，其中表示節(jié)點在第k個周期內兩跳內業(yè)務信道都被占用的總時間，在這些時間內節(jié)無法占用業(yè)務信道進行數(shù)據(jù)發(fā)送。

3).計算節(jié)點的等待系數(shù)：定義等待系數(shù)為節(jié)點在占用業(yè)務信道時，距離發(fā)送屬于數(shù)據(jù)流S→D的數(shù)據(jù)分組所需要等待時間的倒數(shù)，其中表示節(jié)點的業(yè)務隊列中正在等待發(fā)送的數(shù)據(jù)分組數(shù)。

4).計算節(jié)點能夠保持業(yè)務信道占用的概率：定義節(jié)點能夠保持業(yè)務信道占用的概率表示控制信道的時隙數(shù)與節(jié)點兩跳內節(jié)點數(shù)量的比值，其中N_sn表示控制信道的時隙數(shù)，表示節(jié)點兩跳內的節(jié)點數(shù)量，min表示取較小值，當時隙數(shù)大于節(jié)點數(shù)量時取1，表示能夠保持占用業(yè)務信道。