[發(fā)明專利]一種基于車載互聯(lián)網(wǎng)的路由調(diào)度方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711434578.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN108112046A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季飛;陳漢成;官權(quán)升;劉堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/02
• 分類號(hào): H04W40/02;H04L12/751;H04L29/08
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開了一種基于車載互聯(lián)網(wǎng)的路由調(diào)度方法，所述方法基于路邊基礎(chǔ)設(shè)施和無線多跳網(wǎng)絡(luò)混合的新型車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并應(yīng)用該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于地理位置進(jìn)行路由調(diào)度，即路邊基礎(chǔ)設(shè)施作為Internet接入的網(wǎng)關(guān)，如果車輛節(jié)點(diǎn)處于接入點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi)，則車輛節(jié)點(diǎn)可以直接和接入點(diǎn)進(jìn)行通信，如果車輛節(jié)點(diǎn)不在接入點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi)，則可以利用其他車輛作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，通過無線多跳的方式和接入點(diǎn)進(jìn)行通信。具體在實(shí)施過程中，可以在道路上部署多個(gè)接入點(diǎn)，每個(gè)接入點(diǎn)通過線路連接到互聯(lián)網(wǎng)，車輛節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包只要被路由到其中任意一個(gè)接入點(diǎn)即可。所述方法能夠在拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中高效地確定轉(zhuǎn)發(fā)路徑，從而實(shí)現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)中端到端延時(shí)的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)的路由調(diào)度領(lǐng)域，具體涉及一種基于車載互聯(lián)網(wǎng)的路由調(diào)度方法。

背景技術(shù)

在排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)中，背壓算法能在保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的前提下使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大化，并且能有力地解決整體網(wǎng)絡(luò)參數(shù)條件隨時(shí)間不斷變化的情況。由于近幾年來頻譜帶寬資源的缺乏，背壓算法得到了廣泛的關(guān)注。基于動(dòng)態(tài)的資源配置和路徑選擇，背壓算法能夠通過擁塞梯度實(shí)現(xiàn)在多跳網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。但是傳統(tǒng)的背壓算法很可能導(dǎo)致較大的端到端延遲，尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載比較小的時(shí)候這一弊端體現(xiàn)的更加明顯。因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)負(fù)載較小時(shí)，背壓算法需要搜索很多不必要的路徑來保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。考慮一種極端條件環(huán)境：只有一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)入該網(wǎng)絡(luò)，由于沒有已經(jīng)成型的指向目的節(jié)點(diǎn)壓力梯度，該數(shù)據(jù)包會(huì)隨機(jī)地選擇路徑，在網(wǎng)絡(luò)中漫步，并且極有可能永遠(yuǎn)都到達(dá)不了目的節(jié)點(diǎn)。該算法的另一個(gè)缺點(diǎn)是：背壓算法完全忽視目的節(jié)點(diǎn)信息的特點(diǎn)導(dǎo)致了路徑選擇具有一定的盲目性，可能會(huì)造成路由環(huán)路或選擇了不必要的長(zhǎng)路徑等。因而在后續(xù)的背壓算法的研究過程中，如何保證最大吞吐量和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性一直以來都是研究的重點(diǎn)。

另一方面，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET，Mobile Ad hoc network)仍然是學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，尤其隨著物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)(VANET，Vehicular Ad hoc network)的發(fā)展，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)更加引人關(guān)注。而路由協(xié)議是其中一個(gè)重要的研究課題。傳統(tǒng)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)路由算法主要可以分為主動(dòng)式路由和按需路由。主動(dòng)式路由算法，例如OLSR(Optimized LinkState Routing)，需要周期性更新和維護(hù)路由表，而在車載網(wǎng)中，由于節(jié)點(diǎn)的高度移動(dòng)性，會(huì)造成路由頻繁地失效，主動(dòng)式路由就會(huì)頻繁地更新路由，路由控制包就會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，降低網(wǎng)絡(luò)使用效率。而按需路由算法，例如AODV(Ad hoc On-demand Distance VectorRouting)，在沒有可用路由時(shí)才會(huì)啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)的過程，雖然緩解了主動(dòng)式路由周期性更新帶來的開銷，但在缺少可用路由時(shí)會(huì)帶來額外的路由發(fā)現(xiàn)的延時(shí)。背壓路由算法有別于傳統(tǒng)的主動(dòng)式路由和按需路由，它是根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)的積壓和距離向量，對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)的每個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行動(dòng)態(tài)決策，因而能夠有效適應(yīng)節(jié)點(diǎn)高度移動(dòng)、拓?fù)涓叨葎?dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)。

完整的車聯(lián)網(wǎng)解決方案除了路由算法，還要考慮網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)該從具體的應(yīng)用場(chǎng)景出發(fā)。為了滿足移動(dòng)車載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛信息和路況信息的收集，車載網(wǎng)絡(luò)中必須提供接入點(diǎn)。接入點(diǎn)可以采用已有蜂窩網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榉涓C網(wǎng)絡(luò)是成熟的移動(dòng)通信方案，有著良好的信號(hào)覆蓋率、QoS控制以及移動(dòng)性管理。但是由于4G網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)昂貴，因此人們轉(zhuǎn)而尋求代價(jià)更低的WLAN方案，例如在路邊架設(shè)WIFI接入點(diǎn)，或者在道路交叉點(diǎn)的交通燈設(shè)置WIFI接入點(diǎn)。WLAN方案存在一個(gè)問題，就是在城市交通網(wǎng)范圍建立這樣一個(gè)通信網(wǎng)以滿足覆蓋率，需要較高昂的部署成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，為解決傳統(tǒng)背壓算法在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較小時(shí)由于沒有足夠的擁塞梯度而無法正確發(fā)送至目的節(jié)點(diǎn)從而造成較大的傳輸延時(shí)甚至循環(huán)路徑的問題，以及系統(tǒng)由于對(duì)目的節(jié)點(diǎn)位置的未知造成背壓算法搜索，探尋不必要的長(zhǎng)路徑的問題，提供了一種基于車載互聯(lián)網(wǎng)的路由調(diào)度方法。

本發(fā)明的目的可以通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于車載互聯(lián)網(wǎng)的路由調(diào)度方法，所述方法包括以下步驟：