[發(fā)明專利]一種自組織車聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)感知路由方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111319413.2
• 申請(qǐng)日: 2021-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN113891422B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳球霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): H04W40/20
• 分類號(hào): H04W40/20
• 代理公司: 長(zhǎng)春市盈創(chuàng)中成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22215
• 代理人: 李燕妮

一種自組織車聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)感知路由方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備，屬于車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)領(lǐng)域。為了解決目前的路由方法不能適用于車輛網(wǎng)絡(luò)的問題。本發(fā)明基于聯(lián)合調(diào)度的車聯(lián)網(wǎng)路由算法進(jìn)行車聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)路由；聯(lián)合調(diào)度的車聯(lián)網(wǎng)路由算法根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)共需傳輸給定的數(shù)據(jù)包集中每個(gè)數(shù)據(jù)包p的源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)確定車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)整體的傳輸性能以及數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)延、傳輸?shù)拇鷥r(jià)，并確定最優(yōu)傳輸策略，采用多階馬可夫鏈對(duì)車輛節(jié)點(diǎn)的位置變化過程進(jìn)行建模，在給定前幾個(gè)時(shí)刻位置的情況下，對(duì)未來下一時(shí)刻和若干個(gè)時(shí)刻進(jìn)行預(yù)測(cè)估計(jì)；基于車輛節(jié)點(diǎn)的位置實(shí)際值和預(yù)測(cè)估計(jì)值，結(jié)合最優(yōu)傳輸策略實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)路由。主要用于車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的路由方法，屬于車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著無線移動(dòng)通信技術(shù)和短距離無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展、無線通信設(shè)備及終端的普及，車聯(lián)網(wǎng)(Wireless?Vehicular?Networks)應(yīng)運(yùn)而生。通過車輛上安裝的中短距離無線通信設(shè)備，如專用短距離無線通信(DSRC)、無線局域網(wǎng)IEEE?802.11(WiFi)等，在一定距離內(nèi)車輛之間能夠形成無線通信；在路側(cè)安裝無線基站后，車輛與路側(cè)設(shè)施之間也能實(shí)現(xiàn)無線信息交互，車輛節(jié)點(diǎn)與路側(cè)設(shè)施系統(tǒng)一起構(gòu)成了一種新型的無線移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，即車聯(lián)網(wǎng)。車輛節(jié)點(diǎn)能承載多種感知設(shè)備，如GPS位置及速度感知設(shè)備、路面震動(dòng)感知設(shè)備、環(huán)境感知設(shè)備等，車聯(lián)網(wǎng)也是一種感知能力強(qiáng)、覆蓋范圍極廣的群智感知網(wǎng)絡(luò)。

車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將孕育并支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中的一批重要應(yīng)用，包括行車警示與安全、移動(dòng)監(jiān)測(cè)、智能交通、網(wǎng)絡(luò)接入、辦公娛樂等。

行車安全應(yīng)用：通過車輛間的實(shí)時(shí)無線信息交互，能夠有效提升行車安全，例如在高速公路前方發(fā)生交通事故后，前方車輛可以通過無線通信方式將事故地點(diǎn)時(shí)間等相關(guān)信息通知附近的相關(guān)車輛，使它們注意降低行車速度，避讓事故車輛。前后車輛之間通過信息交換，能夠感知對(duì)方的實(shí)時(shí)位置，注意保持安全的行車間距。

移動(dòng)城市監(jiān)測(cè)：通過車輛上安裝感知設(shè)備，如空氣質(zhì)量、溫濕度、三維加速計(jì)等，能夠?qū)崟r(shí)感知城市的環(huán)境信息、道路維護(hù)狀況等，能提高道路的養(yǎng)護(hù)水平，改善城市生活的環(huán)境質(zhì)量。

智能交通應(yīng)用：全球定位系統(tǒng)(GPS)接收終端已經(jīng)逐漸普及，通過在車上安裝GPS位置及速度感知設(shè)備，車輛能夠?qū)崟r(shí)獲取當(dāng)前的物理位置及行車速度，通過大量統(tǒng)計(jì)車輛的行車速度，城市運(yùn)行管理部門能夠及時(shí)掌握當(dāng)前各道路的通行狀況，在發(fā)生交通擁塞后，迅速采取應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)，通過長(zhǎng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析，能夠?yàn)槭姓ㄔO(shè)的科學(xué)規(guī)劃提供重要的數(shù)據(jù)參考依據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)接入應(yīng)用：用過車輛節(jié)點(diǎn)間的多跳無線傳輸及車輛節(jié)點(diǎn)與路側(cè)無線基站之間的無線通信，在車輛高速運(yùn)行中，也能實(shí)現(xiàn)Internet接入及多種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

車聯(lián)網(wǎng)在很多方面與傳統(tǒng)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)有相似之處，如節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性、中短距離無線通信、多跳數(shù)據(jù)傳輸?shù)取５牵瑧?yīng)該認(rèn)識(shí)到車聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)出許多新的節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)特性，使車聯(lián)網(wǎng)顯著地區(qū)別于傳統(tǒng)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，意味著許多針對(duì)MANET設(shè)計(jì)的已有方法不適用于車聯(lián)網(wǎng)。

1)網(wǎng)絡(luò)連通性差：MANET系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)的連通性好，任一節(jié)點(diǎn)與其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都是連通的。而在車聯(lián)網(wǎng)中，節(jié)點(diǎn)的連通性很大程度上取決于車輛分布密度。在車輛集中的區(qū)域，節(jié)點(diǎn)能通信的鄰居節(jié)點(diǎn)多，連通性較好；而在車輛不集中的區(qū)域，車輛通信的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)少，甚至只有該車輛本身。總之，在車輛網(wǎng)絡(luò)中，不能假設(shè)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是連通的。

2)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化快：車輛節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性遠(yuǎn)大于MANET節(jié)點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)30m/s以上，導(dǎo)致車聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化迅速，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮匦苑€(wěn)定性差。

3)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性及受限性：車聯(lián)網(wǎng)中的車輛節(jié)點(diǎn)受限于道路網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，車輛只能在道路上行駛。同時(shí)，車輛節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)往往按照自己的意愿實(shí)施運(yùn)動(dòng)，節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)具有很大的隨機(jī)性。