[发明专利]一种多模式切换的车联网路由方法

说明书

本发明公开了一种多模式切换的车联网路由方法，包括RSU节点根据自身数据包的发送情况和缓存栈的使用情况进行切换判决，并在V2I2V贪婪转发模式、“预测+副本传输”模式、负载均衡模式之间进行切换。本发明利用RSU有线网络辅助投递车辆间多跳消息，根据数据包的剩余生存时间结合在RSU消息等待队列中的预估等待时间执行负载均衡，使原本聚集在重负荷RSU的数据包分摊到各个轻负荷RSU，减轻重负荷RSU的网络压力，避免数据包在重负荷RSU的消息等待队列中长时间等待而导致超时丢包；同时为RSU设计三种工作模式使路由协议能适应低车辆节点密度和高车辆节点密度的工作环境，降低车联网路由的端到端时延，提升投递率。

技术领域

本发明涉及车联网通信技术领域，具体涉及一种多模式切换的车联网路由方法。

背景技术

车联网技术是指借助新一代信息和通信技术，实现车内、车与人、车与车、车与路、车与服务平台的全方位网络连接，提升汽车智能化水平和自动驾驶能力，构建汽车和交通服务新业态，从而提高交通效率，改善汽车驾乘感受，为用户提供智能、舒适、安全、节能、高效的综合服务。路侧单元(Road Side Units，RSU)作为车联网中一种重要的基础设施，不仅是车联网同外部网络连接的物理接口，同时也为远距离、高速度、大容量的V2V(Vehicle toVehicle)通信提供有线、无线混合的异构网络链路。

路由技术是车联网通信中实现可靠多跳传输的关键，基于路侧单元的路由协议可以利用路侧单元组成的有线网络辅助远距离多跳传输，同时路侧单元收集的周边节点信息也可以为路由判决提供依据。目前，车联网中典型的基于路侧单元的路由协议有V2I2V等。

V2I2V的路由模式分为三个步骤：(1)消息源车辆节点将数据包经过多跳无线通信转发至距离自身最近的路侧单元入口节点；(2)路侧单元入口节点将数据包转发至距离消息目的车辆节点最近的路侧单元出口节点；(3)路侧单元出口节点将数据包经过多跳无线通信转发至消息目的车辆节点，投递结束。但是，由于车辆节点在道路上分布不均匀，当某些路侧单元附近形成高密度的车流时，会增大这些路侧单元的通信负荷量，从而增加了数据包在消息等待队列中等待时间过长而导致超时丢包的风险；当某些路侧单元附近车流密度极低时，这些RSU附近容易产生路由拓扑空洞，引发局部最大问题，导致投递率低下，时延偏高。

因此，为RSU节点设计多种路由工作模式，使其能较好地适应车联网环境中车辆密度变化大且变化频繁的特点，在车辆节点密度极高或极低的场景下仍能保持较低的端到端时延和较高的投递成功率是亟待需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有车联网技术中由于车辆节点密度极高或极低，导致的投递成功率低，端到端时延大的缺陷，提供一种多模式切换的车联网路由方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种多模式切换的车联网路由方法，所述的车联网路由方法包括以下步骤：

S1、消息源节点产生数据包，设定距离自身最近的RSU节点作为第一阶段投递目标，记为RSU入口节点，数据包经多跳V2V通信转发至RSU入口节点；

S2、RSU入口节点判断自身是否处于负载均衡模式，若是，则进入步骤S3；否则，进入步骤S4；

S3、此时RSU入口节点处于负载均衡模式，执行以下步骤：

S3.1、中心服务器从RSU入口和出口方案集合Φ中删除含有处于“预测+副本传输”模式的RSU节点的方案；

S3.2、中心服务器预估数据包通过RSU网络的时长TimeThrough(i,j)，该变量表示以编号为i的RSU作为入口并以编号为j的RSU作为出口时，数据包通过RSU网络所需的时长；

S3.3、中心服务器检查TimeThrough(i,j)是否满足预估通过时长约束该约束用于判断数据包是否有足够的剩余生存时间去通过RSU有线网络：