[发明专利]车载自组织网络中基于决策树机制的多副本路由方法

说明书

本发明涉及一种车载自组织网络中基于决策树机制的多副本路由方法，属于车载自组织网络技术领域。在该方法中，采用一种机器学习内容里的决策树C4.5学习方法，车辆首先根据对历史数据的采集，然后对采集的历史数据进行整合处理，并使用决策树学习方法对所选取的相应属性进行分类和评级，生成决策规则树，之后在初始消息和消息副本的传递中利用构建的决策规则树使得消息的传输更加具有方向性和目的性。本方法解决了在多副本路由中消息副本数盲目洪泛转发带来的网络开销过大的问题，同时也解决了由于被动地采用直接传输使得投递率不高以及时延较大的问题，该方法相比于传统方法及时性、可靠性等性能更强，更适合高动态拓扑且网络密度较大的车载自组织网络。

技术领域

本发明属于车载自组织网络技术领域，涉及一种车载自组织网络中基于决策树机制的多副本路由方法。

背景技术

车载自组网络(Vehicular Ad hoc Networks,VANET)是专门为了车辆通信而设计的自组织网络。由于车辆不断的高速运动所以其网络传输环境一般比较恶劣。VANET近几年备受关注，在VANTE中，点对点通信对于许多应用非常需要，包括驾驶辅助系统，互联网接入，和道路交通信息的收集。由于车辆的移动性，无线资源的有限性和无线信道的损耗性，通过一系列中间节点寻找一条从源节点到目的节点的有效的路径是非常大的挑战。路由的效率依赖于所有节点参与数据传输，这一系列情况使得路由选择问题比较困难。

多副本路由策略被认为是最合适消息传递的方法，所以传染路由方式被提出。传染路由协议是一种基于存储携带转发方式的洪泛路由协议，它有着很高的投递率和较低的复杂性，但是同时也有很高的开销和时延，传统的路由算法为追求高的传输成功率、低的传输延迟，通常会进行大量的数据包转发，大量的无效数据包转发成为节点资源消耗的一个突出问题。因此，为了最大化传输率、最小化端到端时延和总体资源消耗，需要对传染路由协议进行消息副本数量的控制，在传染路由的基础上提出了洪泛控制算法Spray andWait，以及近期热门研究的基于社会属性的Bubble Rap路由协议来控制洪泛的程度和消息传递的有向性。

Spray and Wait路由包含两个阶段：喷发阶段和等待阶段。在喷射阶段，类似于传染路由的喷发方式，源节点消息生成L个消息副本，拥有此消息副本的节点将其转发给L个不同的能接收消息副本的节点，然后进入等待阶段。等待阶段，即如果目的节点在喷射阶段没有被发现，L个携带消息副本的节点一直等到遇见目的节点并把消息投递给它，或者到达消息的生存时间丢弃消息。

Bubble Rap转发策略依赖于两个社会特征(社区和中心度)。消息转发的第一个阶段是基于网络中心性的全局转发阶段，第二个阶段是基于局部中心性的局部转发阶段。在每个阶段，消息都将向中心性高的节点转发。

虽然以上两种协议性能较好，但是它自身也存在一些缺陷，比如，S&W协议转发固定数量的副本，对于应用在不同的网络中，没有很好的灵活性；在车载自组织网络中，由于它自身的一些特点，它可以获得关于周围环境的各种信息，所以可以对基础的协议进行改进，使得更适合在车载自组织网络中的应用。并且，在第二阶段，它一直被动的等待采用直接传输或者等到消息到达生存时间，非常不利于消息迅速而有效地投递到目的地。而对于Bubble Rap协议，如果目标节点的所有邻居的网络中心性都较低，消息传递将会失败。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车载自组织网络中基于决策树机制的多副本路由方法，该方法根据采集的网络历史数据，对历史数据采用机器学习中的C4.5算法，将数据按照一定的属性进行分类、评级，并建立规则树；之后消息的转发根据当前的网络数据和规则树对消息进行转发和携带；该方法用于在车间通信中提高消息的投递率，降低时延并且减少资源的消耗和开销。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车载自组织网络中基于决策树机制的多副本路由方法，其特征在于：包括以下步骤：