[發明專利]一種基于交叉路口的分布式城市車聯網路由方法

有效

• 申請號: 201810659847.9
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108650656B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 孫健;張益靜;孫罡;廖丹
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W40/02;H04L12/707;H04L12/721
• 代理公司: 51229 成都正華專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳選中;何凡

本發明公開了一種基于交叉路口的分布式城市車聯網路由方法，將等待在交叉路口的車輛組成車輛霧，先應式地建立與相鄰交叉路口間的多跳鏈路，使得相鄰的交叉路口保持著多跳連接狀態，能夠減少消息在交叉路口間的傳輸延時；同時，交叉路口車輛霧采用模糊邏輯評估相鄰路段的路況，反映了道路的車輛密度，在路由決策時根據路段路況優先選擇出車輛密度高的線路作為路由線路。在每次路由決策，交叉路口車輛霧根據目的車輛實時位置使用蟻群優化算法為數據包路由搜索一條最優路由路徑，通過該路由路徑上的多跳鏈路將數據包傳遞至一個離目的交叉路口更近的中間目的交叉路口，通過多次的路由制定，數據包最終到達傳送至目的車輛。

技術領域

本發明屬于車輛自組織網絡技術領域，具體涉及一種基于交叉路口的分布式城市車聯網路由方法的設計。

背景技術

現如今，汽車行業正處于第二次革命的尖峰，將向新能源化、智能化和共享化方向發展。而車聯網技術對于汽車行業的發展至關重要，是新能源汽車的基礎配置、無人駕駛的基礎，同時能提升共享汽車業務的用戶體驗。

車聯網(VANET)是多跳、自組織、無中心的無線分布式結構網絡，是MANET(移動自組織網絡)的一個特例。VANET是無線自組織網絡的一個重要分支，主要應用在城市道路交通中，通過網絡節點的自身特性，為車輛駕駛員提供安全服務和網絡接入服務。VANET網絡環境中，每個車輛裝配有一個無線通信設備，道路周邊分布固定的無線通信設備，通過這些設備，車輛駕駛員不僅可以獲取城市交通信息，還可以與其他駕駛員通信，而且可以連接Internet，享受各種娛樂服務。因此VANET可以應用于駕駛導航、交通事故預警、道路信息統計等交通安全領域，同時可以為駕駛員或者乘客提供各種網絡服務，通過這些應用，會有新的媒體平臺和廣告平臺應運而生。

車與一切事物的通信(V2X)是車聯網研究的重要內容之一。車輛不僅與彼此進行交互，而且還與基礎設施中的其他基礎設施交互，以改善交通堵塞并提高安全性。車輛自組織網絡主要包括車輛與車輛、車輛與路旁設備以及車輛與行人之間的直接或多跳通信，使得在現有道路網中動態、快速構建一個自組織、分布式控制的車輛專用短距離通信網絡成為現實。

作為一種特殊的自組織網絡，車輛自組織網絡是以移動車輛為主要節點的移動自組織網絡，具有其獨有的特點：

(1)網絡拓撲結構變化快，路徑壽命短：由于車輛節點移動速度快，同一時刻對于網絡會有多個車輛的離開和加入，網絡鏈路變化快，拓撲結構也隨時變化。

(2)通信信道質量不穩定：受車輛速度，通信障礙物，道路交通情況等多種因素影響，車輛間的通信質量不穩定。

(3)節點移動具有一維性：車輛只能沿著道路單向或雙向行駛，因此可以根據移行駛方向，預測車輛節點的下一位置。

(4)能量和空間不受限制：車輛可以放置大容量供電裝置為設備源源不斷地提供電源支持，大尺寸的天線也可以安裝在車上來提高無線覆蓋半徑。

(5)GPS、電子導航等儀器設備的支持：GPS能夠精確定位車輛位置，提供準確時鐘信息，利于進行時鐘同步，配合電子地圖可以為VANET提供地圖等信息，導航儀可以根據實時更新的道路交通信息制定合理行駛路線。

正是由于車聯網所獨有的特點，傳統的移動自組織網絡的路由協議不能適應車聯網的動態變化，如何設計適應于車聯網的高效的路由協議始終是車聯網面臨的一大挑戰。而作為車聯網研究的關鍵技術，路由協議對車聯網性能好壞起著至關重要的作用，因此設計高效、可靠、實時的車聯網路由協議具有一定的實際意義和研究價值。降低端到端的延時、提高包傳輸率和提高Qos是設計高效路由協議的目標。

從目前的研究情況來看，車聯網的主要路由方式包括：根據網絡拓撲進行路由、根據車輛移動預測進行路由以及根據地理位置進行路由。