[发明专利]一种城市道路场景下基于车联网连通基的通达性路由方法

权利要求书

1.一种城市道路场景下基于车联网连通基的通达性路由方法，其特征在于，具体方法包括如下步骤：

一、桥接节点筛选

若桥接节点即将要驶离路口区域，开始寻找一个替代节点；首先计算桥接节点每个邻居连通元节点穿越十字路口区域所用的时间t_cross，然后将t_cross与绿灯剩余时间t_rem相比较，

t_rem＝t_g-[(t_a mod t_C)-(t_C-t_g)] (1)

其中，连通元节点为一种桥接节点，t_a为节点到达交通灯所用的时间，t_C为交通灯的周期，t_g为绿灯阶段时长；当t_rem＞t_cross时，桥接节点会选择t_cross最大的邻居连通元节点作为下一任桥接节点；当t_rem≤t_cross时，它会选择一个停在红灯处的连通元节点；理想情况下会选择一个离十字路口区域最近的节点；

二、路段网络通达性评估

路段网络通达性评估是指衡量一条路段的通达状况，这个阶段将最终在交叉路口的桥接节点生成路由表，路由表包含与该交叉路口相连路段的通达性值以及各个路段的编号；根据路由表即可判断桥接节点是否可与目的节点相连；一旦在路口处有连通元节点被选为桥接节点，则开始道路网络通达性评估；首先由桥接节点生成一个路段探测数据包RSDP并且向与交叉路口相连的所有路段的所有连通元节点广播；收到路段探测数据包RSDP的连通元节点开始计算与邻居连通元节点之间的链路生存时长，并且最终计算得到整条路段的网络通达性；

三、中心路口筛选

引入中心路口的概念：首先把整个网络划分为多个区块，并且为每个区块筛选其中心路口；中心路口定义为区块中与其连通的路口数目最多的交叉路口；中心路口具有区块网络拓扑的整体视图，也就是中心路口知道到此区块内任意节点的路径；向目标节点发送数据包时，可以先找到目标节点所在区块的中心路口，把数据包交给此中心路口中的桥接节点即可找到到目的节点的最优路径；

中心路口筛选是一个分布式动态的过程:首先每一个桥接节点任命其所在的交叉路口为中心路口，并且设置ρ＝0，也就是此中心路口所连接的十字路口数目为0；然后各个连通元开始交换路段探测数据包RSDP；在交换完第一轮的路段探测数据包RSDP之后，桥接节点就可以根据REP值更新其所属中心路口的ρ；在第二次交换路段探测数据包之前，桥接节点首先将其路由表放入路段探测数据包RSDP中，然后再向路段中的连通元节点广播；在收到路段探测数据包RSDP之后，桥接节点会跟自己的路由表和ρ进行比较,若ρ大于自身ρ，则把中心路口设置为发送这条路段探测数据包RSDP的桥接节点所在的交叉路口；

对于不规则的大规模道路拓扑，可以半径l将其划分为多个区块，接着按照上面的算法进行中心路口筛选；在设置l的大小时，应当考虑算法的收敛时间以及路由开销；若设置一个很大的l值，代表着一个区块内包含很多个路口，在此l值下，建立路由的开销较小；相反若l的值较小，中心路口筛选时间较短，而路由建立则消耗更长时间；

四、路由建立

在建立路由时，源节点首先生成一个RQ数据包，所述RQ数据包包含了源节点ID，目标节点ID和目标节点的地理位置；源节点首先将RQ数据包转发至最近的桥接节点；桥接节点一旦收到RQ数据包后，开始查看此目的节点是否包含在自己的路由表中；若有，桥接节点构建RR数据包，RR数据包包含了源节点到目的节点的路由；若桥接节点路由表中不包含目的节点，则将RQ转发至中心路口，中心路口处的桥接节点则先查看目的节点是否在此区块中，若存在，利用已有的Bellman-ford算法筛选出到目的节点的通达性最高路由，并且将其加入到RR数据包中发送回源节点；若不存在，则计算源节点到此桥接节点的通达性最高路径将其入加入到RQ数据包中；接着转发RQ数据包到其邻居十字路口，持续这个过程直到RQ数据包到达目的节点。