[發明專利]一種車載網絡中的數據傳輸方法

有效

• 申請號: 201710552691.X
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107295600B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 許長橋;曹騰飛;關建峰;劉楊;王目;陳星延
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W40/22
• 分類號: H04W40/22;H04W40/32;H04W84/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

技術領域

本發明涉及車載網絡技術領域，更具體地，涉及車載網絡中的數據傳輸方法。

背景技術

車載自組織網絡(英文全稱：Vehicular Ad-hoc Networks，英文簡稱：VANETs)，也稱之為車載網絡，作為一項新興技術，在最近幾年得到了迅速發展。它將具有通信能力的設備安裝在車輛上，使車輛間能夠直接進行相互通信，保證用戶能夠獲得他們所需要的信息，最終構成車輛間開放式的移動網絡。近年來，無線通信技術的快速發展如802.11p、LTE-D2D等，也為在車載網絡下部署高帶寬需求的流媒體服務鋪平了道路。

車載網絡移動環境會導致網絡拓撲頻繁改變，一些傳統基于IP協議的移動流媒體，都是面向主機為中心(host-centric)的解決方案，它們需要從用戶和服務的位置出發，每次獲取內容，都需要將數據請求間接映射到內容存放所在的設備位置上，限制了車載網絡對移動節點的支持，這與用戶僅關心數據內容而非數據載體的需求相違背，由于用戶位置的動態變化造成了通信鏈路的頻繁改變，極大的影響了用戶體驗質量。此外，由于這些傳統解決方案需要維護覆蓋網絡來實現視頻分發，產生了額外的通信開銷。

信息中心網絡(Information-Centric Networking，ICN)作為一種全新的網絡架構通過命名內容而不是命名主機的形式來支持高效的內容分發。在ICN中，任何網絡單元都可以緩存接收到的內容從而為今后的請求提供服務，這種on-path caching的模式不僅加快了內容在網絡中的散播同時還減輕了核心網的壓力。在全網緩存的基礎上，ICN實現了基于名字而不是主機名的路由方式從而支持內容的就近發現與獲取，進一步提高了分發效率。另外，按名字路由的方式還解耦了傳統網絡中位置與內容綁定所造成了移動性支持不足等問題。由于ICN在內容分發效率以及移動性方面的優勢，構建以ICN為架構的車載網絡視頻共享系統已經成為了車載網絡的重要發展趨勢。

現有的基于ICN的VANETs解決方案只是簡單將傳統固網ICN中的緩存與轉發策略引入到VANETs中，為了實現快速的資源發現以及擴散，這些策略貪婪的帶寬及存儲資源使用方式不僅造成了大量的緩存冗余，而且還浪費了寶貴的帶寬資源，亟待解決。并且，現有車載網絡的數據傳輸過程是由視頻數據請求節點通過網絡接口廣播興趣包至所有鄰居節點，接收到該興趣包的節點會重復這一過程直到興趣包抵達數據提供者，在數據返回的過程中，每個回程轉發節點都會將該視頻數據保存，直到返回至數據請求節點。由于會持續向鄰居節點廣播興趣包，造成數據泛洪，并且回程時每個轉發節點都會緩存視頻信息，導致網絡開銷劇增。

發明內容

本發明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的車載網絡中的數據傳輸方法。

根據本發明的一個方面，提供一種車載網絡中的數據傳輸方法，包括：

根據各車輛節點與請求節點之間的移動行為相似度以及根據各車輛節點與所述請求節點所發送的請求數據包請求的興趣內容之間的興趣相似度，構造包括所述請求節點在內的、由多個車輛節點構成的社區；

S2、將所述社區中擁有所述興趣內容且與所述請求節點距離最近的車輛節點，作為提供節點；

S3、收到所述請求數據包的中繼節點，根據各相鄰車輛節點的移動行為相似度和速度大小，獲得下一跳的中繼節點，直至將所述請求數據包中繼轉發至所述提供節點。

優選地，所述車載網絡中的數據傳輸方法還包括：

S4、所述提供節點向所述請求節點回復包含興趣內容的回復數據包，所述回復數據包沿所述請求數據包的傳輸路徑返回至所述請求節點。

優選地，所述步驟S1包括：

S1.1、根據相同的規則，將包括所述請求節點在內的車輛節點的速度分解為水平方向上相互垂直的兩個分速度，對除請求節點外的任一車輛節點，根據該車輛節點與請求節點的分速度，獲得該車輛節點與請求節點之間的移動行為相似度；

S1.2、將所述興趣內容的類型作為目標視頻類型，獲得所述社區中各車輛節點對所述目標視頻類型的播放率和請求率，作為各車輛節點與請求節點之間的興趣相似度；

S1.3、設置第一移動相似度閾值和興趣相似度閾值，將移動行為相似度大于所述移動相似度閾值且興趣相似度大于興趣相似度閾值的車輛節點劃歸于包括所述請求節點在內的所述社區。

優選地，所述步驟S3包括：

S3.1、對收到所述請求數據包的中繼節點的任一相鄰車輛節點，獲得該相鄰車輛節點和所述中繼節點之間的移動相似度；