[发明专利]一种面向车队自组网的多信道多径路由协议实现方法

摘要

本发明公开了一种面向车队自组网的多信道多径路由协议，主要包括（1）令每个车辆节点工作于一个服务信道上，使用相同服务信道的车辆节点在车队内组成一条信道传输路径，从而在车队中形成多信道的多条传输路径；（2）车辆节点通过自适应分布式位置服务获取车队其它车辆节点的位置、速度及运动方向信息；（3）采用多信道贪婪转发算法车辆节点发送或转发数据报文时，结合目的节点位置与邻居节点的工作信道使用率，使用贪婪转发算法选择下一跳邻居节点，直至数据报文到达目的节点。本发明提供的面向车队自组网的多信道多径路由协议可以令车队通信完全自组织，不依赖于任何基础设施，允许相邻的车辆节点同一时刻在不同的信道传输路径上通信，提高了网络吞吐量，支持多跳的大数据传输，具有实际应用前景。

主权项

一种面向车队自组网的多信道多径路由协议实现方法，其特征在于如下步骤：(1)车辆节点各自选择一个网络中可用的服务信道作为工作信道，根据服务信道的使用率动态地切换工作信道；同时使用相同工作信道的车辆节点在车队内组成一条信道传输路径；所述车辆节点各自选择一个网络中可用的服务信道作为工作信道，并根据服务信道的使用率动态地切换工作信道，具体过程为：车辆节点在初始化过程随机选择一个服务信道作为工作信道，并周期地计算该工作信道的使用率，工作信道的使用率由工作信道用于发送、接收和碰撞状态的时间Tbusy占周期时间T的比值得到；工作信道使用率采用平滑加权处理，计算方式如下：Ci(t)=λTbusyT+(1-λ)Ci(t-1)]]>其中Ci(t)表示信道i当前的使用率，i为信道的序号，i的取值为1～n，n为可用的工作信道数量；Ci(t‑1)表示信道i上一周期的使用率，λ为平滑因子；车辆节点通过HELLO报文与邻居节点相互获知对方的工作信道信息和信道使用率信息，建立一张邻居节点服务信道表，每一行表项对应一个服务信道编号，该表记录了使用每个信道的邻居节点ID集合、邻居节点数量和服务信道使用率；表中服务信道使用率为该车辆节点收到的不同车辆节点的HELLO报文中信道使用率最大的值；车辆节点周期性地将工作信道使用率与切换阀值TCH进行比较，切换阀值TCH计算方式如下：TCH=knΣi=1nCi]]>其中k为权重系数，当车辆节点的工作信道使用率大于切换阀值TCH时，如果车辆节点当前没有在使用信道，则进入信道切换过程，信道切换过程如下：车辆节点从邻居节点服务信道表里，按使用率从小到大的顺序依次选择一个服务信道，以概率P切换到该信道；概率P由车辆节点当前的工作信道使用率减去所选信道使用率得到；如果车辆节点成功切换信道，则发送一个HELLO报文通知周围邻居节点，并结束本次信道切换过程；如果车辆节点没有切换信道，则按顺序选择下一个信道，重新计算概率P进行切换；当计算所得概率P的值等于或小于0时，车辆节点采用原有工作信道，并结束本次信道切换过程；(2)车辆节点通过自适应分布式位置服务获取车队内其它车辆节点的位置、速度及方向信息；(3)采用多信道贪婪转发算法：车辆节点发送或转发数据报文时，结合目的节点位置与邻居节点的工作信道使用率，使用贪婪转发算法选择下一跳邻居节点，或者由车辆节点携带数据报文移动，直至数据报文到达目的节点。