[发明专利]一种软件定义车载网络系统

权利要求书

1.一种软件定义车载网络系统，其特征在于：包括设置在各个路段上的用于管辖相应路段的控制器，所述各个控制器之间能够进行通信；所述每个控制器通过二分搜索算法从运行在其控制路段的车辆中选取转发车，以形成一条维持时间最长、信号覆盖整个路段的转发链，转发链上的转发车接收到数据包后，将数据包向前转发；

每个控制器的控制路段通过lc_start和lc_end两个二维向量表示，lc_start表示控制路段起点处左侧和或右侧上的一点，lc_end表示控制路段结束处与lc_start对角的一点；设车辆的通信半径为signal_range，控制路段的首段和尾段分别设置有长度为signal_range一半的保护区间；选取转发车形成转发链时，首段和尾段的保护区间内均包含有有转发车；

所述二分搜索算法选取转发车的具体过程如下：

(1)初始化上下限

算法的下限为0，表示不能建立任何的链接，算法的上限由在首段保护区间内预期逗留最久的车辆在首段保护区间的逗留时间确定；

(2)进行二分查找

根据上下限，计算中值mid，调用函数TestResult(mid)测试是否能找出在中值要求的时间内都能维持的链接，如果能，则更新中值为下限，再次根据上下限计算中值；以上过程循环计算，直到上下限均小于预先设定的阈值，此时结束二分查找；

(3)根据结果选择转发车

经过步骤(2)的计算后，如果下限仍为0，说明算法无法找到任何的链接，返回空的转发链；如果下限不为0，则说明存在链接，调用函数TestResult(lowerbound)计算转发信息，然后从首保护区间中选择跳数最少的，预期逗留在首段保护区间内最久的车辆作为首辆转发车，并根据其最佳下一跳，递归生成转发链，直到下一跳为空。

2.根据权利要求1所述的软件定义车载网络系统，其特征在于：设车i为第i辆选中的转发车，若车j满足以下关系，则将车j选为车i的下一跳：

(1)dj-di<signal_range//当前车i与车j能通讯；

(2)di+vi*x<road_legth//x秒后车i仍在当前控制路段；

(3)dj+vj*x<road_legth//x秒后车j仍在当前控制路段；

(4)|di+vi*x-dj+vj*x|<signal_range//x秒后车i与车j能通讯；

(5)minhop_j+1<minhop_i//使用车j作为下一跳点网络距离更近；

其中dj、di表示车i、车j之间的位置，vi、vj表示车i、车j的速度，road_legth表示控制路段的长度，由lc_start和lc_end的欧几里得距离表示。

3.根据权利要求1所述的软件定义车载网络系统，其特征在于：所述数据包通过SCH信道以广播的形式发往转发车，转发车接收到数据包后进行一系列的判断决定是否要转发该数据包：

(1)该数据包是否为广播包；

(2)该数据包是否是从SCH接口上接收到的；

(3)该数据包的TTL是否大于0；

(4)该数据包的发送者是否不在不转发表上；

(5)转发车是否仍在控制器的控制路段内；

仅当以上条件为全真时，转发车才会对数据包进行转发。

4.根据权利要求3所述的软件定义车载网络系统，其特征在于：所述转发车在转发数据包前先进行以下操作：

(1)减少数据包的TTL；

(2)把数据包的Source IP修改为自身SCH接口的ip；

当TTL>0时，转发数据包。