[发明专利]基于车辆轨迹的数据传输方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于车辆轨迹的数据传输方法及系统。

背景技术

目前VANET（Vehicular Ad-hoc Network，车辆自组织网络）中infrastructure-to-vehicle（互联网接入点向移动车辆）数据传输方法主要有Tian等人提出的基于轨迹预测的infrastructure-to-vehicle数据传输算法，首次提出了基于目的车辆行进轨迹的infrastructure-to-vehicle数据传输方式。该算法假设每个交叉路口都有一个固定节点，有消息需要发送时，预测目的节点（即目的车辆上的移动节点）即将经过的一系列固定节点，并从中找到一个固定节点，使得源节点的消息到达该固定节点时，目的节点即将到达或刚好到达的概率最大化。该算法解决了infrastructure-to-vehicle传输时延抖动大和成功率低等问题，然而由于需要每个交叉路口都安装固定节点，对VANET网络建设需求较大，维护成本很高，其研究成果很难在现实中直接应用，不能成为解决问题的最终有效手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于车辆轨迹的数据传输方法及系统，降低数据传输的成本。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于车辆轨迹的数据传输方法，包括：

步骤一，在所有车辆上设置移动节点，在部分交叉路口设置固定节点，在网络接入点设置源节点，各移动节点、各固定节点和所述源节点均能够计算自身到任一固定节点的消息传输时延，各移动节点会预先将所在车辆的行进轨迹上报给所述源节点；

步骤二，所述源节点需要向目的车辆发送消息时，判断所述目的车辆的行进轨迹上是否有固定节点，若有则执行步骤三；

步骤三，所述源节点在所述目的车辆的行进轨迹上查找传输消息的最后一个固定节点，称为尾节点，所述尾节点满足：所述源节点到所述尾节点的消息传输时延小于或等于所述目的车辆到所述尾节点的行进时延；

步骤四，所述源节点根据各移动节点上报的车辆行进轨迹预测各时刻的节点分布位置，所述源节点到所述尾节点的传输节点序列中的传输节点包括固定节点和移动节点，所述源节点按照最小消息传输时延原则，根据所述节点分布位置和节点的消息传输时延选择所述传输节点；

步骤五，将消息沿所述传输节点序列传输到所述尾节点，所述尾节点将消息转发给所述目的车辆上的移动节点。

进一步地，上述基于车辆轨迹的数据传输方法还可具有以下特点，所述步骤四中，所述根据所述各节点分布位置和各节点的消息传输时延选择由所述源节点到所述尾节点的传输节点序列包括：

步骤a，选择所述传输节点序列中的固定节点，称为固定传输节点，使得由所述源节点经各固定传输节点到所述尾节点的传输路径的总消息传输时延最小；

步骤b，依次判断由所述源节点经各固定传输节点到所述尾节点的传输路径上相邻两个固定传输节点间的通信范围是否有重合部分，若没有则执行步骤c，否则转向下一对相邻固定传输节点，重复步骤b，直到最后一对相邻固定传输节点判断完毕；

步骤c，设通信范围没有重合部分的相邻两个固定传输节点中处于所述传输路径上前面的节点为第一节点，另一节点为第二节点，根据所述节点分布位置，在所述第一节点的通信范围内找到到所述第二节点的消息传输时延最小的移动节点，将该移动节点作为所述第一节点和所述第二节点之间的第一中继节点；

步骤d，判断所述第一中继节点与所述第二节点的通信范围是否有重合部分，若有则转向下一对相邻固定传输节点，重复步骤b，否则用所述第一中继节点代替步骤c中的所述第一节点，重复步骤c。

进一步地，上述基于车辆轨迹的数据传输方法还可具有以下特点，步骤五中，所述将消息沿所述传输节点序列传输到所述尾节点包括：

传输过程中，若携带消息的当前移动节点遇到不在所述传输节点序列中的新移动节点，且所述新移动节点到所述传输节点序列中所述当前移动节点的下一个固定节点的消息传输时延小于所述当前移动节点到所述下一个固定节点的消息传输时延，则将所述新移动节点加入到所述传输节点序列中，并将消息传输给所述新移动节点。

进一步地，上述基于车辆轨迹的数据传输方法还可具有以下特点，步骤二中，若所述目的车辆的行进轨迹上没有固定节点，则搜索会与所述目的车辆在预设时限内相遇、且相遇前会经过固定节点的车辆作为间接目的车辆，以该间接目的车辆代替所述目的车辆，执行所述步骤三；则经过所述步骤五，所述间接目的车辆上的移动节点获得了消息，所述步骤五之后还包括：