[发明专利]一种基于路网和QOS模型的车载网GPSR协议改进方法

说明书

本发明公开了一种基于路网和QOS模型的车载网GPSR协议改进方法，包括：S1、建立路网模型，源节点查询自身以及目的节点的坐标和所处路段属性；S2、若目的节点在通信范围内，则直接转发；否则启用贪婪转发模式；S3、转发过程中，计算得到QOS属性数据对通信链路的服务质量进行衡量，并生成候选转发节点列表；S4、若候选转发节点列表不为空，则继续贪婪转发；否则启用路由恢复策略中的携带转发机制；S5、当数据分组陷入局部最优路口时，启用周边恢复模式选择转发路段；S6、当数据分组跨过局部最优路口时，重复执行步骤S2‑S5，直到抵达目的节点。本发明提高了GPSR协议的链路质量，降低投递率受速度的影响，且低节点密度适应性较好。

技术领域

本发明涉及车载自组织网络通信技术领域，尤其涉及一种基于路网和QOS模型的车载网GPSR协议改进方法。

背景技术

车载自组织网络(Vehicular Ad-Hoc Network,VANET)通过车车、车路和车人之间的信息共享，实现智能交通协同控制。在未来智能交通体系中，无线技术发挥着至关重要的作用[2]。车辆移动速度等大量数据被聚合在一起，并被周期性地广播出去,服务于智能交通系统。车联网中需要进行远距离的数据传输，所以必须要考虑路由算法，延时短投递率高的路由协议才能及时接收安全信息和防止交通阻塞。

Ad-Hoc网络拓扑结构无中心，且常处于动态变化中，给数据传输路径的选择带来一定难度。此外，VANET又具有一定特殊性：车辆沿道路行驶，故移动轨迹存在一定规律；车辆速度不同，且分布不均匀；来自建筑物等路侧设备的干扰严重。

基于位置的VANET路由协议不需要维护整个网络的路由表，复杂度和存储开销较小。贪婪周边无状态路由(Greedy Perimeter Stateless Routing,GPSR)是一种最具代表性的基于位置的路由协议，许多协议都是以此为基础建立。但GPSR协议在城市VANET网络中易产生大量的路由空洞，性能及可靠性有所下降。

GPSR协议遇到路由空洞后采用周边恢复策略恢复路由，但需要通过RNG算法或GG算法进行网络拓扑图平面化，在城市交通环境下的车载自组网中，主要存在如下不足：

1)GPSR协议采用贪婪算法选取的转发节点有时接近通讯极限范围，信号干扰严重，链路质量不高，车辆的高速运动较容易造成链路断裂。

2)车载通信设备的信号因受到路侧树木或建筑物等阻碍，在街道之间形成天然的空洞，导致GPSR协议频繁地进入周边转发模式，影响了数据传送的高效性。

3)GPSR协议在节点稀疏时的适应性差，转发节点通信范围内无可用下跳节点时，数据无法转发而导致传送失败。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中GPSR协议在城市交通条件下链路质量低、投递率受速度影响大、低节点密度适应性差等缺陷，提供一种基于路网和QOS模型的车载网GPSR协议改进方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于路网和QOS模型的车载网GPSR协议改进方法，该方法包括以下步骤：

S1、利用道路和路口位置信息建立路网模型，在路网模型中源节点通过位置服务查询自身以及目的节点的坐标和所处路段属性，记录至分组包头数据域中；

S2、若目的节点在通信范围内，则直接转发；否则启用贪婪转发模式，并确定转发方向，分组包头数据域转发模式设置为0，并更新分组转发方向；

S3、转发过程中，计算当前节点与其邻域节点之间的链路有效带宽和通信链路生存时间，进而计算得到QOS属性数据对通信链路的服务质量进行衡量，并生成候选转发节点列表；

S4、若候选转发节点列表不为空，则依据分组包头数据域中的目的节点属性和分组转发方向继续贪婪转发；否则启用路由恢复策略中的携带转发机制；