[发明专利]基于连通度概率感知的车载自组织网络的消息分发方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于连通度概率感知的车载自组织网络的消息分发方法，属于网络通讯技术领域。

背景技术

随着近十年我国经济的快速增长，汽车在普通家庭越来越普及。公安部公布数据显示，2013年底全国机动车保有量已达2.5亿辆，其中汽车保有量1.37亿辆，年增长1651万辆。按照人口以及经济的增长速度，机动车保有量的发展大致可以分为三个阶段：1)快速增长期；2)缓慢增长期；3)平稳期。我国目前正处于快速增长期，而再过十年我国汽车市场将迎来新的里程碑，新车产销量将达到美欧之和，汽车保有量成为世界第一，我国将真正成为汽车大国。

为了改善交通系统的安全性和效率，智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)应运而生。ITS通常是指与交通系统相关的应用，它并没有统一的定义，各个国家有所不同。例如，欧洲将ITS定义为城市交通中信息技术和通信技术相结合的新型应用，称为交通运输远程信息处理系统(Transport Telematics)。美国的智能运输协会(Intelligent Transportation Society of America,ITSA)定义ITS为能够解决许多现有交通问题的范围广泛的不同技术，包括信息处理、通信技术、控制技术以及电子学等。而日本的ITS是指解决交通系统相关问题(如交通事故、交通拥堵以及环境污染)的根本解决方案。在我国，智能交通系统是在较完善的基础设施(包括道路、港口、机场和通信)之上，将先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感器、计算机技术和系统综合技术有效的集成，并应用于地面运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的，实时、准确、高效的运输系统。可以看出，虽然各个国家对ITS的定义有所差别，但普偏认为，ITS就是利用车辆以及基础设施的通信和信息技术管理交通网络中的所有元素(如车辆、交通荷载、路径等)。ITS的旨在提高驾驶安全性，减少出行所需时间，改善交通状态以及降低油耗，有现实的研究意义。

ITS的分支之一是车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc NETwork,VANET)，它是移动自组织网络的特殊形式和应用，主要运用在道路交通和车载通信领域，是智能交通系统的重要组成部分。车载自组织网络最主要的目标在于使得车辆之间以及车辆与道路基础设施之间能够相互通信。为了达到此目的，需要在车辆以及道路上分别安装车载单元(On-Board Unit,OBU)和路边单元(Road-Side Unit,RSU)。RSU之间可以直接通信，而车辆可以直接通过OBU将数据发送到RSU，也可接收来自RSU的数据。在车辆不能直接与RSU通信时，车辆可以通过OBU将数据发送给相邻车辆，即通过多跳转发策略完成数据的传输。通过上述的这些通信方式，车载自组织网络中的车辆能够进行自由的组网和通信，并实现交通安全信息、道路状况信息和娱乐消息的实时高效传输，解决行车安全、道路拥堵等问题。

对于单播等端到端的应用场景，由于车载自组织网络的节点高速移动以及拓扑快速变化的特性，源节点与目的节点之间并不是总能够找到中继节点，或者端到端的连接并不能保持稳定。在这种情况下，如何实现端到端消息的高效传输也是车载自组织网络中研究热点之一。

目前，文献Karp B,Kung H T.GPSR:Greedy perimeter stateless routing for wireless networks[C].Proceedings of the6th annual international conference on Mobile computing and networking.ACM,2000:243-254.提出了一种基于位置和地理路由协议的方案，该方案在路由过程中依赖于位置信息，源节点使用的是位置信息而不是网络地址发送的数据包。其中节点需要GPS辅助获取自身的位置以及邻节点的位置，源节点发送数据包时，将目的节点的位置信息作为包头信息，因此，数据包的转发过程不需要路由发现和路由维护，甚至不需要知道网络拓扑。但是，GPSR要求节点直接能够长时间相互连通，而在车载自组织网络中，节点的快速移动往往导致频繁的网络拓扑改变，最终导致网络分割。在这种情形下，GPSR存在很大的缺陷。除此之外，假如没有节点比自身离目的节点更近，数据包的转发将会失败，即局部最优问题。