[发明专利]车辆自组织网络基于位置路由的位置信息更新方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络信息的更新方法，具体涉及一种车辆自组织网络基于位置路由的位置信息更新方法，属于通讯技术领域。

背景技术

随着汽车工业的发展和私家车的普及，行车安全和道路交通事故已经成为全球性的公共安全问题，智能辅助驾驶的概念也呼之欲出。同时，随着传感器技术和无线通信技术的迅速发展，越来越多的汽车制造商为汽车安装了智能计算和无线通信设备以及GPS(Global Position System，全球定位系统)和GIS(Geo-graphic Information System，地理信息系统)，用以部署大规模的车载自组织网络，以提供安全、有效、方便的驾驶环境。当前的研究成果表明，车载网是移动自组织网络在道路上的应用，它具有移动自组织网络的各种特点，比如自治性和无固定结构、多跳路由、网络拓扑的动态变化、网络容量有限、良好的可扩展性等。但特殊的应用环境，如狭窄的道路、高密度节点分布、节点高速移动等，直接影响了车载网络的信息传输能力，使得丢包增加、延迟增大。

由于构成车载自组织网络的节点和所形成的网络都有自己的特殊性，因此车载自组织网络形成一种特殊的移动自组织网络，其除了具有一般自组织网络的一些共性外，还具备一般自组织网络所不具备的特征。正是这些特性给车载自组网络的路由层提出了新的要求。车载自组织网络具有以下五个方面的特点：1）受地形条件限制，2）网络拓扑结构变化快，3）无线信道质量不稳定，4）信道带宽严重低于理论值，5）数据传输时延长。

由于车载自组织网络具有以上固有的特点，传统的路由算法已无法适用，因此针对车载自组织网络的各种路由算法成为研究的热点，多种路由算法也相继被提出。其中尤为重要的路由算法是基于位置信息的路由算法，其根据定位系统获得自身的地理位置信息，并利用位置信息指导路由的发现以及数据转发。该路由算法几乎不要求路由节点交换链路状态信息，也不维护已经建立好的网络路由信息，因而极大地降低了因专门维护路由所带来的网络成本。但基于位置路由算法的路由基础是车辆的位置，而在实际情况中，车辆想要获得其他车辆的位置信息往往需要通过第三方通信链路来获得，因此也将产生额外的查询代价。这样就会产生两种极端情况：一种是，如果车辆每发送一个数据包都通过第三方通信链路来查询其他车辆的位置信息，则网络中将会产生难以承受的查询代价；反之，另一种是，如果车辆在整个路由过程中都过少甚至不查询其他车辆的位置的话，则会导致因为车辆位置信息的缺失而导致网络性能的急剧降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服车辆自组织网络中查询代价与网络性能的矛盾，提供一种车辆自组织网络基于位置路由的位置信息更新方法，使两种极端情况得到平衡，在给定查询代价的基础上，实现车辆自组织网络性能的优化。

本发明解决其技术问题隧道技术方案如下：

一种车辆自组织网络基于位置路由的位置信息更新方法，其包括以下步骤：

1）前期分析车辆轨迹数据，建立车辆位置状态熵值的阈值表，其步骤如下：

①车辆轨迹数据分析，发现车辆轨迹的可预测性，

②根据车辆轨迹的可预测性，利用马尔可夫链为每一车辆建立移动模型，

③利用真实车辆轨迹数据构建车辆网络模拟器，通过模拟实验建立车辆位置状态熵值的阈值表；

2）预测目的车辆位置；

3）评估预测结果，对目的车辆当前可能所处位置的集合求熵；

4）发包车辆根据目的车辆的信息和车辆网络给定的查询代价，在第1）③步骤所得阈值表中选取相应的阈值，将第3）步骤所求得的熵值与该阈值比较，如果所述熵值大于该阈值，则发包车辆通过第三方通信链路查询目的车辆的实际位置，指导路由的进行；否则通过预测结果进行路由。

所述的车辆轨迹数据分析是指：根据车辆真实的轨迹数据，将车辆的活动范围进行网格化，对车辆的轨迹进行离散化，并通过分析车辆轨迹中位置状态的熵值发现车辆轨迹的可预测性。

所述的利用马尔可夫链为每一车辆建立移动模型是指：根据车辆的历史轨迹数据，为其建立一马尔可夫转移矩阵，以在已知车辆当前位置的前提下预测车辆下一时刻可能的位置。

所述的通过模拟实验建立车辆位置状态熵值的阈值表是指：根据车辆掌握其他车辆信息程度的不同及车辆网络给定查询代价的不同，为每种情况取定车辆位置状态熵值的阈值构成阈值表。

所述的预测目的车辆位置是指：每当发包车辆有数据包需要发送给其他车辆之前，先根据目的车辆的移动模型及自己所掌握的信息，对目的车辆的当前位置进行预测。

本发明的优点在于：