[发明专利]一种利用路口静态节点辅助数据转发的车载网路由协议

说明书

技术领域

本发明涉及车载自组网技术，具体涉及利用路口静态节点辅助数据转发的车载网路由协议。

背景技术

随着智能交通系统的发展，在城市交通的车载自组网中进行大量数据的多跳传递越来越引起人们的关注。不同于传统移动自组网中节点的移动是随意的，城市交通的车载自组网中节点的移动是具有轨迹的。数据是在车辆节点间进行转发的，而车辆节点的移动轨迹是可以由一系列路口以及与之连接的路段表示的，所以当数据在路段中转发时，转发轨迹是沿着路段的，当数据转发到路口时，车载自组网路由协议会通过其算法选择下一个转发路段进行数据的转发，然后数据又重新沿着路段进行转发，转发的过程不断重复这些步骤，直到遇到目的节点。目前的车载自组网路由协议中，有些车载自组网路由协议是通过算法判断出转发的数据处于路口，虽然不需要额外设备，但是算法复杂，系统开销大，精确度也不高。而利用路口静态节点判断转发的数据处于路口（当数据转发到路口静态节点时，说明转发的数据处于路口中），并为转发的数据选择下一个转发路段的路由策略是当下极具潜力的研究方向。这种路由策略的技术关键在于根据路段的连通状态选择下一个转发路段，从而降低时延或者提高传递率。当前采用的方法有：（1）根据路段连通状态的历史信息作为选择下一个转发路段的依据。（2）通过多跳广播的方式获得路段当前的连通状态信息，而且为了获得全局最优路径，静态节点间也不断地进行信息交流。其中，方法（1）无法准确地获悉路段当前的连通状态，通过历史信息获得的下一个转发路段可能不是最优选择。方法（2）中的各个节点间的多跳广播以及静态节点间的信息交流加重了网络负载，而且算法复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有车载组网路由协议的不足，提供一种性能更优的利用路口静态节点辅助数据转发的车载网路由协议，实现大量数据的多跳传递。本发明通过路口静态节点获得与之连接的各个路段的路段传输时延t_delay和路段连通状态t_state，利用这两个信息以及贪婪转发算法选择下一个转发路段，信息收集简便、价值高，算法实现简单、代价低，所选的下一个转发路段连通性强；同时由于静态节点的存在，使得在路段中进行数据转发所采用的贪婪转发算法更优，基本上避免了局部最优现象的发生。改进后的利用路口静态节点辅助数据转发的路由协议提高了数据传递的成功率，降低时延与网络负载。本发明的具体技术方案如下。

一种利用路口静态节点辅助数据转发的车载网路由协议，其包括如下步骤：

（1）在各个路口处设置静态节点，所有静态节点不断收集UPAC报文并进行处理，获得路段传输时延t_delay和路段连通状态t_state；包括静态节点和车辆节点的所有节点不断收集HELLO报文并进行处理，获得失效时间点TD。

（2）当数据在路段中转发时，路由协议利用失效时间点TD和微观贪婪转发算法选择下一跳节点进行数据转发；当数据转发到交叉路口时，路由协议利用路段传输时延t_delay、路段连通状态t_state和宏观贪婪转发算法选择下一个转发路段进行数据转发。

上述协议中，步骤（1）中的所有静态节点不断收集UPAC报文并进行处理，获得路段传输时延t_delay和路段连通状态t_state的具体过程为：

各个静态节点周期性地向它所有的相邻静态节点发送连通性单播报文UPAC，周期为T1，UPAC报文包括源静态节点IP地址、目的静态节点IP地址、目的静态节点地理位置、报文发送时间。所述的相邻静态节点指的是与该静态节点连接的各个路段的另一端的静态节点。路段上的车辆接收到UPAC报文后，利用目的静态节点的地理位置，选择邻居节点列表中离目的静态节点最近的邻居节点作为下一跳进行报文的转发。如果车辆节点在时间t_wait内仍然无法找到正确的下一跳，则直接丢弃该报文。经过车辆节点的多次中转，目的静态节点接收到相邻静态节点的UPAC报文；

各个静态节点维护一张相邻静态节点列表，列表保存与该路口连接的各个路段另一端的静态节点的IP地址、地理位置以及该路段的路段传输时延t_delay、路段连通状态t_state。一个表项对应一个路段；