[发明专利]一种基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法

说明书

本发明请求保护一种基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法，其包括步骤：计算道路的连通概率、传输时延、以及分组投递率，并进行综合考虑，建立来链路质量模型；将链路质量与蚁群算法相结合提出一种LACOR算法，自适应的寻找车联网路由中最优的路径进行信息的传递。本方案综合考虑了道路交通环境中的车辆通信半径、路段长度、数据包大小、车辆密度等因素对链路质量的影响，再结合蚁群算法提出一种LACOR算法寻找最优的传输路径，最后实验仿真表明，在传输时延以及分组投递率方面相较于其他的方法有明显的提升。

技术领域

本发明属于智能交通领域，具体是一种基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法。

背景技术

车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)，是智能交通系统(intelligent transportation system,TIS)不可缺少的重要组成部分，越来越受到学术界和工业界的关注。VANET中由于无线接入技术的支持不需要固定的基础设施支持就能实现车到车和车到基础设施的通信。

复杂的交通环境对VANET的通信性能提出了更高的要求，而通信性能好坏一定程度上取决于路由协议的优劣。一种基于连通感知的iCARII路由通过获取道路上的交通信息寻找路径，但此路由协议不能应对车辆快速移动带来的拓扑变化影响。基于地图的路由协议，对于频繁拓扑变化更具有灵活性，但开销较大。GyTAR路由协议可以快速应对拓扑的变化，但其不能得到最佳路径，导致延时增加，数据包传输率下降。结合蚁群优化算法的路由协议具能较好的适应复杂多变的交通环境找到最优路径。为此本发明提出一种基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法，发明中通过建立链路质量模型并进行分析，得出道路环境对链路相关因素的影响，再结合蚁群算法根据链路质量改进路径选择公式，对所选择的道路进行优化，最后得的到最优路径。通过实验仿真表明，发明的LACOR算法收敛速度快、数据包传输延迟小，分组投递率高，通信性能好。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种数据包传输延迟小，分组投递率高，通信性能好的基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法。本发明的技术方案如下：

一种基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法，其包括以下步骤：

计算双向道路的连通概率、传输时延及分组投递率，并取不同的权重系数，建立链路质量模型；

将链路质量模型的链路质量与蚁群算法相结合提出一种LACOR基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择算法，将链路质量分为局部链路质量与全局链路质量，并且将局部链路质量定义为局部信息素，全局链路质量定义为全局信息素，再将蚁群算法的概率选择公式与链路质量相结合得到改进后的公式，改进主要在：将局部信息素和全局信息素替换掉传统蚁群算法中的信息素变量和启发信息素，使其两相结合，自适应的寻找车联网路由中最优的路径进行信息的传递。

进一步的，所述将道路的连通概率、传输时延、以及分组投递率进行综合考虑，并取不同的权重系数，建立链路质量模型如公式(1)所示：

L(y)＝η₁CP(y)+η₂Delay(y)+η₃PDR(y) (1)

其中CP(y)为路由y的网络连通概率，Delay(y)为路由y的数据传输时延PDR(y)为路由y的分组投递率，其中，Delay＝(D_th-D)/D_th，D_th为延时的阈值，D为所求路段的延时，且η₁+η₂+η₃＝1。

进一步的，所述计算双向道路的连通概率具体包括：在长度L的双向道路上根据通信半径R划分多传输个单元格且表示单元格系数，cs表示单元格长度单元格的个数N＝L/cs，计算过程如下：