[发明专利]一种适用于车联网的GPSR路由协议的转发方法

说明书

技术领域

本发明涉及车联网领域，特别涉及一种适用于车联网的GPSR路由协议的转发方法。

背景技术

GPSR路由协议是一种典型的基于地理位置并且适合于车联网的路由协议，该协议最早是由Brad Kard和H.T kung在2000年提出，GPSR路由协议的转发策略是将贪婪转发与周边转发相结合的路由算法。

GPSR协议的转发策略有两种：(1)当节点之间需要进行通信时，源节点会遍历自己的邻居列表，然后比较所有邻居节点到目的节点的距离，选择将数据转发给离目的节点最接近的邻居节点，这种转发方式为贪婪转发模式，GPSR协议中的贪婪算法突出的地方是使节点总是能通过最接近目的节点的邻居节点建立最优的路径。(2)当路由的过程中，节点在其邻居列表中搜索不到比自己离目的节点更近的下一跳节点时，这种情况叫做路由空洞，贪婪转发模式变为周边转发模式。在这种模式下，源节点并利用“右手法则”选择下一跳节点。

对于第一种转发策略(贪婪转发机制)：

在GPSR路由协议中，通过定位设备，节点之间的信息是被知道的。当节点之间要进行通信时，源节点是已经知道目的节点的位置信息的，并把该信息放入数据包中。路由过程中，节点通过贪婪转发机制，通过比较数据包中保存得目的节点位置信息选择下一跳节点，即在可通信的范围内选择离目的节点最近的节点作为下一跳节点进行数据转发，下一跳节点又会在其通信范围内选择离目的节点最近的节点作为下一跳节点进行转发，一直重复该过程，直到目的节点成功节点到数据。如图1所示，源节点A要发送数据给节点D，选择下一跳节点时，源节点A会搜索自己的邻居列表，选择离节点D最近的节点为下一跳节点，由图1可知节点B离节点D距离最近，根据贪婪转发机制，源节点A会选择节点B作为下一跳节点进行数据转发，同理，节点B接受到有目的节点D位置信息的数据包，又会搜索自己的邻居列表中离节点D最近的节点作为下一跳节点进行数据转发，直到节点D成功接收到数据。

对于第二种转发策略(边界转发机制)：

当节点陷入路由空洞的时候，即节点在通信范围内找不到比自己离目的节点更近的下一跳节点时，贪婪转发失败，这时就会进入边界转发模式。如图2所示，源节点S要对节点D发送数据时，源节点S通信范围内的节点有A、B、C和F，从图2中可以发现源节点S在其通信范围内找不到比自己离节点D更近的下一跳节点，这时贪婪转发失败，进入边界转发模式。

在边界转发模式下，GPSR路由协议可采用右手定则来确定下一跳转发的邻居节点，如图3所示，当节点A要给节点C转发数据时，使用右手定则，以AC直线为边按逆时针方向旋转，遇到的第一个节点即为转发的下一跳节点，其转发顺序是A→B→C，而在图2中贪婪转发失败，节点S不满足贪楚转发条件，以边界转发模式的右手定则进行选择转，节点A作为第一个遇到的节点，所以转发给节点A。当数据转发到节点A时，满足贪婪转发条件，恢复贪楚转发模式，选择转发给离目的节点最近的邻居节点C,最后节点C把数据包发送目的节点D。

在使用边界转发机制的时候，要先对图形进行平面化处理，主要是防止出现路由环。一般图形的平面化采取两种形式：一种是相关邻近图(RNG)，另外一种是百利图(GG)。

在GPSR路由协议中，假如整个路由过程中只使用贪婪转发机制，便能构建出最佳的路由路径，但是在实际情况中，只靠贪婪转发的路由通常是完成不了整个信息传输任务的。在节点遇到路由空洞，贪婪转发失败的情况下，转发策略转变为边界转发模式，才能保持路由的成功建立，完成通信过程。进入边界转发模式后，根据右手定则选择下一跳节点，当下一跳节点发现自己离目的节点的距离比贪婪失败节点更近的时候，转发模式又会从边界转发模式变为贪婪转发模式。

GPSR路由协议中，所有数据分组的包头都携带标志位M和目的节点的位置信息，M标记该数据分组是使用贪婪转发模式还是边界转发模式，在边界转发的模式下，数据分组的包头加入了其他携带的信息，如表1所示：

表1GPSR数据分组携带信息格式