[发明专利]车辆自组织网络中基于内容完整性和位置信息的路由方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，主要涉及一种车辆自组织网络中基于内容完整性和位置信息的路由方法。

背景技术

车辆自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network，以下简称VANET)是一种由分布式的车辆设备(即移动节点)组成的自组织网络。在VANET中，车辆设备之间的通信是不借助固定基础设施进行的，而是通过其它车辆设备的转发来实现的。VANET有其优势之处：功能强大的硬件设备和节点的位置可预测；但又有其劣势，分别为网络拓扑高动态变化、链路质量不稳定及节点分布不均匀。为了提高车辆出行的安全性和便利性，VANET要求能实现远距离车辆设备之间的相互通信。然而，由于无线传输距离的有限性，一跳的传输无法满足这样的要求，需要实现多跳传输，这就涉及多跳传输的路由问题。如何设计高效的路由方法将数据成功快速地发送至目的地是VANET研究领域中的一个重要方向。

VANET的业务类型有安全型服务、便利型服务和娱乐型服务。在VANET中数字化信息总是转化为不同类型的内容文件进行存储和传输，这些内容文件可分为文字内容和视频/音频内容。文字内容包括电子邮件，社交博客等；视频/音频内容包括电影，MP3音乐文件等。而VANET中的娱乐型服务通常归结为连续传输不同类型的内容文件，这些内容文件一般包括图像、文本和视频/音频剪辑。而对于接收端来说，这些内容文件的完整接收，才能保证文件的成功显示和播放。在VANET中内容文件传输很容易受到车辆的动态移动的影响，而VANET中车辆之间的连接时间有限，这会使内容文件的传输在短暂的连接时间内中断，从而导致内容文件的传输失败，并且还会浪费宝贵的带宽资源。

现有的路由传输协议有GPSR协议(Greedy Perimeter Stateless Routing，简称GPSR)和QRPFVS协议(QoS Routing Protocol For Video Services in Ad Hoc Neworks，简称QRPFVS)，GPSR协议中所有数据包初始化为贪婪转发模式，它利用邻节点的位置与数据包中的目的节点的位置信息选择距离目的节点最近的节点作为下一跳，该协议中需要节点周期性的发送HELLO消息以维护邻节点列表，当出现局部最优情况时，采用边界转发模式，GPSR协议在传输内容文件(如音频或视频等)时，当前节点选择下一跳节点时仅利用邻节点的位置与数据包中目的节点的位置信息选择距离目的节点最近的节点作为下一跳，没有考虑节点的高速移动会导致间歇性连接及两个节点之间的链路连接时间非常短暂，因此经常会导致内容文件传输给下一跳时不能成功传输。传输内容文件(如视频信息)的路由协议由于其发送内容的特殊性，使得GPSR协议并不适用于内容文件的传输。而QRPFVS协议虽然考虑路由生存时间和链路带宽，但在转发分组时并不一定能够保证内容文件成功传输，如果在选择下一跳的时候把内容文件成功传输的可能性作为路由选择的一个因素，就会进一步降低分组丢失率、提高业务完成率等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对内容文件在车辆自组织网络中传输容易失败及浪费带宽的问题，提供一种能提高内容文件传输的成功率、能减少带宽资源的车辆自组织网络中基于内容完整性和位置信息的文件传输路由方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：车辆自组织网络中基于内容完整性和位置信息的文件传输路由方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、车辆自组织网络中的每一个节点各自构造自己的HELLO分组，并周期性地广播自己的HELLO分组：

1a)、车辆自组织网络中的每一个节点从自身配备的GPS接收机和电子地图中获取自身位置的三维坐标信息(x,y,z)、速度信息v、加速度信息a；

1b)、车辆自组织网络中的每一个节点各自构造自己的HELLO分组，HELLO分组包含的信息有：节点的ID号、节点位置的三维坐标信息(x,y,z)、节点的速度信息v和节点的加速度信息a；

步骤2、车辆自组织网络中的每一个节点接收到其它节点的HELLO分组后，建立或更新自己的邻居列表信息，邻居列表信息包括：邻节点的ID号、三维位置坐标信息、邻节点的速度信息、邻节点的加速度信息、以及经由计算得出的在时间△T内本节点与其邻节点之间能够传输的信息量A，在时间△T内本节点与其邻节点之间能够传输的信息量A的计算过程如下：

2a)、车辆自组织网络中的每一个节点根据所有接收到的其他节点的HELLO分组信息，预估本节点与邻节点之间通信链路维持的时间△T，本节点与邻节点之间通信链路维持的时间△T通过下式计算：