[发明专利]一种基于位置和拓扑特性的车辆自组网数据传输方法

说明书

技术领域

本发明属于车辆自组网技术领域，特别涉及一种基于位置和拓扑特性的车辆自组网数据传输方法。

背景技术

车辆自组网(Vehicular Ad hoc Network，VANET)是一类特殊的移动自组网，是随着移动自组织网络技术以及无线通信技术发展而形成的一种新兴应用型无线网络，是智能交通系统的重要组成部分，对于车辆环境下的交通信息预警、车辆行驶信息帮助、车辆之间通信及车辆Internet访问等方面具有良好应用背景。但是，车辆自组网中节点的快速移动对车辆间的数据传输提出了更高的要求。为了提高车辆自组网中数据传输的效率，需要根据车辆自组网自身特性设计适用于车辆自组网的高效路由方法。基于拓扑的路由协议维护路由信息需要花费较大的网络开销，甚至网络变化频繁会使得路由表始终处于不收敛的状态，基于簇的路由协议中簇首节点在网络拓扑结构频繁变化的环境下缺乏稳定性，从而无法保证数据传输效率。而基于位置信息的路由协议则既不需要像基于拓扑的路由协议需要维护路由信息，也不需要维护稳定的簇群，且随着科技发展，车辆导航系统、以及GPS在汽车中广泛使用，使得获得节点的位置信息及电子地图等信息变得容易，这使得基于位置信息的路由协议在车辆自组网中更具优势。

在基于位置信息的路由协议中，节点依据目的节点的位置以及一跳的邻节点的位置信息做出数据发送的决定。目的节点的位置信息存在源节点的数据包头文件，而一跳的邻节点的位置信息则由随机发送的信标信息(Becon)获得。基于位置信息的路由协议，只依靠本地的局部信息就做出转发决定，这样既减小了路由开销，又不会增加传输延时。随着GPS以及导航等工具的广泛使用，使得汽车的位置信息的获得比以往更为方便和容易，而且基于位置的路由协议不需要像基于拓扑的路由协议那样维持一条完整的路径信息，所以更为适合拓扑变化频繁的车辆自组网。因此，近年许多路由协议的提出都是基于地理位置信息的路由协议，例如经典的基于位置的路由协议GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)、GSR(Graphic Source Routing)。已有的基于位置信息的路由协议主要基于位置距离设计数据转发策略，没有考虑道路上车辆密度、分布状况，没有考虑网络拓扑特性对网络性能的影响，没有讨论网络的连通状态，所以在实际应用时可能存在数据无法传输的情况。以物理层面的最短距离作为数据转发的主要策略，是已有基于位置信息的路由协议的核心，这也注定了方法的局限性。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明将网络拓扑特性的分析融入路由方法之中，提出基于位置和拓扑特性的车辆自组网数据传输方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种基于位置和拓扑特性的车辆自组网数据传输方法，包括如下步骤：

(1)将车辆自组网内不同的岔路口标记为J₀、J₁、…、J_N，岔路口J_i与岔路口J_j连接的道路用R_ij表示，其中，i≤N，j≤N，获得车辆自组网内各条道路的物理长度L_R_ij和各条道路的车辆密度Den_R_ij；

(2)选择发送数据的道路：定义道路R_ij的权值weight_ij为：

weightij=L_RijaDen_Rijb]]>

其中，a和b是调整性参数，取weight_ij最小的道路R_ij作为发送数据的道路；

(3)将发送数据的道路中位于岔路口的节点作为数据发送的目的节点，数据在岔路口之间传输给距离下一个岔路口节点最近的相邻节点。