[發(fā)明專利]一種適用于城市場(chǎng)景下的跨層路由協(xié)議

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810165056.0
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108541040A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王桐;張健鋒;柳冰憶;張耀;朱海峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/20
• 分類號(hào): H04W40/20;H04L12/721
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種適用于城市場(chǎng)景下的跨層路由協(xié)議，其特征在于：主要分為兩個(gè)階段：鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)階段和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)階段，鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中主要完成網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)捕捉與消息流交換，這些信息是判定最佳下一跳選擇的參考，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，則切換到數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程，數(shù)據(jù)發(fā)送階段主要是將發(fā)送車輛的數(shù)據(jù)以最可靠的路徑及高效率發(fā)送給接收車輛，具體流程如下：

步驟一：首先采用動(dòng)態(tài)廣播機(jī)制，接收廣播信息流更新直接鄰居列表信息；

步驟二：然后進(jìn)行判斷是否要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，如果要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，進(jìn)入步驟三；否則返回步驟一，進(jìn)入鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)階段；

步驟三：接著進(jìn)行車輛轉(zhuǎn)發(fā)位置判定，要判斷是否獲得目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息，如果沒(méi)有獲得目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息，就要進(jìn)入位置反饋系統(tǒng)來(lái)獲取節(jié)點(diǎn)的位置信息，接著進(jìn)入下一步；若已獲得目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息，直接進(jìn)入步驟四；

步驟四：判斷目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否在通信半徑內(nèi)，如果在通信半徑內(nèi)的話，數(shù)據(jù)直接發(fā)送給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，完成本次的路由轉(zhuǎn)發(fā)；

步驟五：如果不在通信半徑中，通過(guò)車輛節(jié)點(diǎn)位置修正機(jī)制，將最新位置預(yù)測(cè)出來(lái)，選取最佳的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，為了保證在通信范圍內(nèi)，可以選擇通信距離最合適又可靠的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)存在數(shù)據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，先通過(guò)車輛節(jié)點(diǎn)位置修正機(jī)制將車輛節(jié)點(diǎn)的最新預(yù)測(cè)位置計(jì)算出來(lái)，并重新修正在本地鄰居信息流中，然后根據(jù)修正的新位置，選取最佳的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；

步驟六：采取基于跨層信息的車輛轉(zhuǎn)發(fā)算法，綜合考慮車輛移動(dòng)性信息，道路車輛密度信息，跨層信息中的物理層無(wú)線鏈路質(zhì)量，MAC層誤幀率，節(jié)點(diǎn)鏈路可靠性等方面影響，選擇通信距離最合適又可靠的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，選擇通信距離最合適又可靠的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；

步驟七：判斷節(jié)點(diǎn)是否找到最佳的下一跳，如果該節(jié)點(diǎn)就是選擇的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行下一跳節(jié)點(diǎn)的選擇，然后進(jìn)入步驟四，直到轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)，完成路由任務(wù)；

步驟八：如果不是最佳的下一跳，啟動(dòng)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，等待固定時(shí)間間隔后，進(jìn)行判斷是否有效找到下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，如果找到有效的下一跳，進(jìn)入步驟六；如果沒(méi)找到有效的下一跳，丟棄數(shù)據(jù)包，向上層報(bào)告錯(cuò)誤，路由過(guò)程結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于城市場(chǎng)景下的跨層路由協(xié)議，其特征在于：所述的動(dòng)態(tài)廣播機(jī)制中信標(biāo)廣播的周期大小確定方法如公式(1)所示，它受車輛節(jié)點(diǎn)速度影響，

當(dāng)車輛速度小于一個(gè)預(yù)設(shè)最小值v_MIN時(shí)，廣播周期時(shí)間為最大值T_MAX；當(dāng)車輛速度大于一個(gè)預(yù)設(shè)最大值v_MAX時(shí)，廣播周期時(shí)間為較小值T_MIN；當(dāng)車輛速度在v_MIN+(i)step和v_MIN+(i+1)step之間時(shí)，則采用T_MIN+i·Thr來(lái)表示；Thr表示在該速度上選定的閾值，i表示在該速度上所選擇的權(quán)重；周圍鄰居節(jié)點(diǎn)接收到節(jié)點(diǎn)發(fā)送的廣播信息流后，對(duì)相應(yīng)信息進(jìn)行添加或刪除操作，以達(dá)到更新列表的目的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于城市場(chǎng)景下的跨層路由協(xié)議，其特征在于：所述的車輛節(jié)點(diǎn)位置修正機(jī)制具體如下：預(yù)測(cè)的最新的車輛節(jié)點(diǎn)移動(dòng)信息包含發(fā)送節(jié)點(diǎn)q_i速度、位置，鄰居節(jié)點(diǎn)f_j速度、位置和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)d_k速度、位置，當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)存在數(shù)據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，先通過(guò)車輛節(jié)點(diǎn)位置修正機(jī)制將q_i,f_j,d_k的最新預(yù)測(cè)位置計(jì)算出來(lái)，并重新修正在本地鄰居信息流中；然后根據(jù)修正的新位置，選取最佳的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，計(jì)算判別過(guò)程如公式(2)，

式中F_c為修正后鄰居節(jié)點(diǎn)集合，為(t+Δt)時(shí)刻q_i與f_j之間距離。