[发明专利]一种基于GPSR公交系统的紧急数据路由实现方法

说明书

本发明公开了一种基于GPSR公交系统的紧急数据路由实现方法，通过依据道路对公交线进行划分以及构建基于道路的两层架构，同时使依据道路划分后的公交系统与GPSR的贪婪转发策略更相适应，并且在选择下一跳转发节点时根据公交车特点采用基于公交车的多模式贪婪算法进行转发，采用多优先级动态调整的调度机制来处理车辆节点自身的消息队列，使紧急数据可以得到优先处理。与现有技术相比，本发明解决传统两层架构过度依赖公交系统的问题，使公交系统更好与GPSR相结合；提出了多优先级动态调整的调度机制，优先对紧急数据进行处理，保证紧急数据快速可靠传输。

技术领域

本发明涉及车辆自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network，VANET)技术领域，特别是涉及车辆自组织网络中路由协议的设计实现方法。

背景技术

VANET是移动自组织网络(Mobile Ad-hoc Network)的一个重要分支。其作为一个以车辆作为网络节点的大型网络，通过车辆对车辆(Vehicle-to-Vehicle，V2V)、车辆对路边单元(Vehicle-to-Roadside Unit，V2R)、车辆对行人(Vehicle-to-Person，V2P)、车辆对互联网(Vehicle-to-Network，V2N)等提供的实时通信实现道路安全、交通效率和信息服务等应用。然而，由于车辆的快速移动与网络拓扑结构变化频繁，各类应用程序产生的数据可能导致网络阻塞、数据包的丢失和端到端延迟。尤其当交通事故与道路损坏等此类紧急事件发生时，必须保证此类紧急数据在其有效生命周期内，以最小的延迟可靠地传输到目的节点或者目的区域。因此，如何保证VANET中的紧急数据快速可靠地传输是一个非常具有挑战性的任务。

随着城市快速发展，城市的实际环境包括车辆密度、车辆类型、建筑物对信号传输的影响、区域管理政策等方面也变得复杂了起来，不同地区差异巨大。以城市中心地区与非中心地区进行为例进行比较：中心地区车流量大且多为普通小型轿车、高楼较多容易遮挡信号传输且管理严格街道停放车辆较少；非中心地区车流量较小且车辆类型繁多，其中大型车辆容易遮挡小型车辆的信号传输、建筑物分布分散对信号传输影响较小、政策管理宽松且街道停放车辆较多。传统的VANET路由协议如“Greedy perimeter stateless routingfor wireless networks，GPSR”已经无法很好适用于现在城市数据传输。

公交系统作为一种已经在各大城市里普及了的公共交通工具，覆盖范围极广，每条公交线都有一定数量的公交车辆稳定运行，可提供稳定的通信能力，在夜间车辆稀疏的情况下，公交系统仍在运行，并且公交车辆属于大型车辆可以避免车辆间的信号遮挡问题。目前的基于公交系统的大多都是分为高低两层的架构，其中高层主要由公交车构成，低层主要由普通车辆构成。其存在的问题是：公交车数量要远远小于普通车辆，并且公交系统间的交互有一定限制，数据传输的完成是依赖于公交系统中不同公交线的配合，然而不同公交线只能在其交叉点进行交互。此外，现有的调度机制并未对紧急数据包进行优先处理，所以无法对大规模VANET中的紧急数据进行高效处理。

因此如何保证城市VANET中紧急数据的传输问题，是本发明亟待解决的技术问题。

发明内容

针对城市VANET中紧急数据的传输问题，本发明旨在提出一种基于GPSR公交系统的紧急数据路由实现方法，在公交系统两层架构内重新设计了使依据道路划分后的公交系统与GPSR的贪婪转发策略更相适应的紧急数据传输路由协议。

本发明的一种基于GPSR公交系统的紧急数据路由实现方法，具体包括如下步骤：

步骤1：构建Bus line的源节点S和目的节点D，将源节点S和目的节点D之间的Busline按所在街道划分成多个Bus road，同时构建基于道路的两层架构；其中基于道路的两层架构由高层、低层两层构成，高层由公交车组成，低层由非公交车的普通车辆组成；

步骤2：采用基于公交车模式和普通模式的多模式贪婪转发算法：