[发明专利]一种基于分簇的多属性决策VDTN路由方法

说明书

本发明公开了一种基于分簇的多属性决策VDTN路由方法，该方法具体为：在簇内，车辆节点协作感知分布预测其携带的消息在道路上的分布，并得出消息的覆盖率；同时，研究分析节点的运动速度、缓存空余、簇内生命力、道路通达度以及运动过程中动态感知的消息在道路上的覆盖率五个属性对路由的影响，提出不同属性的转发概率函数，然后将每个属性的转发概率函数添加权值综合计算后，得出多属性决策模型。本发明能够有效控制局部网络内冗余消息的数目，均衡网络节点资源，使得路由决策更加准确，从而有效提高路由性能。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种基于分簇的多属性决策VDTN 路由方法。

背景技术

车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)是通过无线进行车辆间通信的一种特殊的移动自组织网络(Mobile Ad Hoc Network, MANET)。由于VANET节点的高移动性，使得节点间连接不稳定，网络拓扑结构变化快，网络中难以在端到端之间保证一条稳定的传输路径。传统的MANET路由协议大多基于稳定的网络拓扑来建立和维护源节点到目的节点间的路由表项，所以传统的MANET路由协议在VANET环境下很难进行消息的有效传输。

时延容忍网络(Delay Tolerant Network,DTN)是一种能够在节点连接时断时续环境下进行消息有效传输的新型无线网络。VANET具有DTN的网络特性，是一种典型的DTN应用场景，所以我们将满足DTN网络特性的VANET 称为车载时延容忍网络(Vehicular DelayTolerant Network,VDTN)。为了在受限网络中进行消息的有效投递，VDTN采用“携带-存储-转发”的消息传输机制，依靠节点间的随机相遇进行消息的逐跳转发。当节点不存在邻居节点或合适的中继节点时，节点携带消息直到遇见合适的中继节点或目的节点才进行消息的转发。基于以上的消息传输机制，VDTN路由算法需要解决的关键问题就是如何为消息选择合适的中继节点。

洪泛路由(Epidemic)是一种不限制副本数量的多副本路由算法，其转发消息的方式类似生物中病毒的传染，当节点相遇时，互相复制转发对方没有的消息。在网络资源充裕时，该算法能够最大化消息的到达率并最小化消息传输延时。但是当网络资源有限时，由于其产生巨大的网络开销会使路由性能大大下降。针对Epidemic对网络资源过度消耗问题，研究者提出了一些控制消息副本数量的策略。包括控制消息洪泛次数、基于网络信息建立转发条件以及节点缓存管理等。

现有VDTN路由协议大多考虑控制全局网络内消息副本数量以提高路由性能，但却忽略了对局部网络内消息副本数量的控制，可能会将消息分布在距离目的节点较远的局部网络中，既产生了冗余消息副本又会降低消息的到达率。

发明内容

本发明提出了一种基于分簇的多属性决策VDTN路由方法。

实现本发明的技术解决方案为，一种基于分簇的多属性决策VDTN路由方法，具体步骤为：

步骤1、对车辆节点分簇：将每条道路划分为一个簇，并给每条道路一个簇标识，行驶在相同道路上的车辆节点被划分到同一个簇；

步骤2、当前车辆节点i和邻居车辆节点j相遇时，彼此发送心跳消息，消息包含如下信息：能唯一识别车辆节点的车辆节点标号id；车辆节点携带的消息ID集合MID_id；车辆节点的运动速度v_id；车辆节点的运动方向d_id；车辆节点与邻居车辆节点的相遇位置p_id；车辆节点与邻居车辆节点的相遇时刻t_id；车辆节点的剩余缓存空间β_id；车辆节点所在簇的簇标识C_id；

步骤3、当前车辆节点i根据与邻居节点j之间的相对速度计算出目标消息M的转发概率P_velocity；