[发明专利]一种软件定义车载网络系统

说明书

本发明涉及一种软件定义车载网络系统，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。

技术领域

本发明涉及车载网络领域，更具体地，涉及一种软件定义车载网络系统。

背景技术

近年兴起的车载自组织网络原是移动自组织网络的一个分支，随着IEEE802.11p、IEEE1609等标准的起草以及逐步确立，车载自组织网络逐渐从移动自组织网络中独立出来。车载网络通常并不用于互联网应用，而多是用于传递附近的交通路况信息，避免拥堵；或者用于汽车之间交换信息，避免碰撞，使交通更有效率；或者用于发送卫星定位系统的系统状态、差分信息，加速车载导航系统对卫星导航信号的捕获，提高导航精确度。目前的车载网络多使用移动自组织网络的路由协议，车载网的效率不高、可靠性低。

目前常用的移动自组织网络路由协议有OLSR(Optimized Link StateRoutingProtocol)、DSDV(Destination-Sequenced Distance Vector Routing)、AODV(AdhocOn-Demand Distance Vector Routing)和DSR(Dynamic Source Routing)。

传统的移动自组织网络路由协议多是基于节点之间的广播发现邻居、交换邻接信息、协商路由结果。传统协议计算路由结果的速度慢，计算得出的路由信息的有效期短，在车载网上的应用效果很差。

维持链路状态的移动自组织网络路由协议如OLSR，节点是通过定期广播Hello包互相发现的，当两个已有链接节点因互相远离而断开连接后，运行OLSR算法的节点并不能马上知道链接的断开，只能通过一段时间都没有收到另一辆车的信息来推断链接断开，这种算法对节点移动速度不高或者是节点静止的应用，如：手提设备之间的临时网络、传感器网络、战事野外军营之间的通讯等效果较好；但应用在节点动态性高的车载网络上时，即便是在模拟城市路况的密集路段上OLSR的性能也非常不理想，更发现在模拟高速、乡郊路况的细长道路上，OLSR甚至不能成功传送任何数据包。同样是通过维持链路状态的路由协议DSDV，采用了Bellman-Ford算法寻路防止出现路由环，还采用了增量更新的方法更新路由信息，提高了寻路效率并减少了网络开销。但和OLSR相似，DSDV并不能及时发现链路状态的更新，同样不适合在动态性高的网络(如车载网)使用。

运行由需求驱动的、按需寻找路径的移动自组织网络路由协议AODV的节点则是通过在有发送需求时，递归地不断向邻居广播RREQ包(问路)寻找通往目标结点的通路，到达一台通往目标路由的节点后、或者到达目标节点后反向发送RREP包(回复包)建立链路，并更新途中的节点上的路由表，以实现路由功能。每当链路状态发生改变时，运行AODV协议的节点发现后，AODV协议需要重新寻找一条通路。在动态性高的网络上，路由表的信息很快就失效，AODV需经常重新找路。所以与维持链路状态的移动自组织网络路由协议类似，需求驱动的路由协议AODV也一样比较适合节点拓扑相对稳定的手持、固定应用。而在节点拓扑不稳定的车载网上，AODV的表现也不理想。

DSR是更加纯粹的需求驱动型路由协议。与AODV不同的是，DSR采用一种名为“源路由”(Source Routing)的路由方式。AODV的路由是存储在每个节点的路由表中的。如果要将信息发送去某个地方，每个节点只知道通往目标的下一跳是哪个节点，而不知道整条路经的节点。而源路由的消息发送节点，则知道通往目标节点的链路上每一跳的信息。路由存储在路由缓存(route cache)上，并会被加在每一个发送的数据包的包头上。因此DSR的实现、发送开销都更大。