[发明专利]一种车用自组网络中确定通信目的节点位置的方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于自组网络领域，提供一种车用自组网络中确定通信目的节点位置的方法及系统。

背景技术

车用自组网络是由道路上车辆与车辆间、车辆与路边固定节点，如维修站、停车场，之间相互通信构成的自组织网络，其中车辆和路边固定节点为车用自组网络的节点。作为智能交通的重要组成部分，车用自组网将辅助交通管理、实现信息共享并扩展车载设备的功能，从而提高道路交通的安全和效率。通过车辆间交互信息，车用自组网技术可以构建分布式交通信息发布平台，为驾驶员提供交通事故、道路拥塞等路况信息；可以报告周围车辆行驶状况，发出安全预警，帮助驾驶员避免碰撞；可以在交叉路口、高速公路出入口等关键地点进行引导，协助车辆安全的通过。此外，车用自组网还可以支持汽车会议、资源共享以及Internet接入等无线网络应用，为乘客提供舒适性与娱乐性服务。

车辆间的信息传递方法是车用自组网的核心技术。鉴于车辆高速运动、网络拓扑变化快的特征，车用自组网通常采用基于位置的路由协议来传递信息，该种协议根据通信对端节点的地理位置决定数据包转发的路由，因而在路由计算前，通信源节点需要获得目的节点的位置信息。源节点自身的位置信息可以通过GPS(Global Position System，全球定位服务)获得，通信目的节点的位置信息需要由特定的位置服务来提供，以实现节点标识(如IP地址、MAC地址或名称等)到地理坐标位置的映射。

一种现有的自组织网络中位置服务方法假设节点在平面内自由运动，可以在不依赖于外部基础设施的情况下，利用节点间的信息交互，来维护节点位置信息，提供位置查询。这种方法成本低，部署简单。但对于车用自组网而言，由于车辆运动受道路约束，网络拓扑取决于道路分布，不能满足该种方法的假设条件，不能被应用于车用自组网络中，此外该种位置服务方法在维护位置数据时会产生大量的通信开销，并且由于该种方法中查询延迟过长，而无法应用于数据包路由。

另一种现有的车辆位置获取方法主要是基于GSM/GPRS移动电话系统的定位。由车辆周期性地向交通信息中心报告自己的位置，交通信息中心对数据汇总和存储，供需要者查询。这种方法的优点是车辆位置查询延迟较小，缺陷是需要大量基础设施的支持，部署成本高，对环境变化的适应能力差，不适合作为基础服务供自组织的节点间通信时使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种车用自组网络中确定通信目的节点位置的方法及系统，能够不依赖任何基础设施的位置服务，而使车用自组网络中节点在通信时及时地对目标节点进行位置确定，降低位置服务维护时的通信开销，减少节点位置查询时的延迟。

本发明公开了一种车用自组网络中确定通信目的节点位置的方法，包括：

步骤1，在所述车用自组网络中选择道路，将被选择的道路划分为一个或多个道路分段，从每个所述道路分段的节点中选择出一个节点作为候选位置服务器，所有候选位置服务器组成位置服务器候选集；

步骤2，将所述车用自组织网络划分为多个区域，为节点从所述位置服务器候选集中选择出对应于每个所述区域的位置服务器，所述位置服务器记录所述节点的位置信息；

步骤3，节点向所述节点的全部或部分位置服务器发送位置更新消息，以更新所述位置服务器上的所述节点的位置信息；

步骤4，通信中源节点选择一个目的节点的位置服务器，向被选择的位置服务器发送位置查询消息；

步骤5，所述目的节点的位置服务器接收发送来的所述位置查询消息后，判断记录的位置信息是否满足要求，如果是，则回复记录的位置信息，否则，将所述位置查询消息转发给所述目的节点的其他位置服务器。

所述步骤1进一步为：

步骤21，按所述车用自组网络中各个道路的车流量和选择的时间，从所述车用自组网络中选择道路；

步骤22，将被选择的道路划分为一个或多个道路分段，将每个道路分段的节点组成一个簇，从所述簇中选择出所述簇的簇首作为候选位置服务器；

步骤23，将所有所述候选位置服务器组成位置服务器候选集。

所述步骤2中为节点从所述位置服务器候选集中选择出对应于每个所述区域的位置服务器进一步为：

步骤31，应用哈希函数将所述节点映射到每个所述区域中，使所述节点在每个所述区域中的映射位置相对于所述区域中心的偏移量相同；

步骤32，对于每个所述区域，从所述位置服务器候选集中选择距离所述节点在所述区域中的映射位置最近的候选位置服务器作为所述节点对应于所述区域的位置服务器。

所述步骤3进一步为：

步骤41，从所述节点的所有位置服务器中选择本次进行更新的位置服务器；