[发明专利]车联网环境下基于机会通信的自适应服务数据分发方法

说明书

车联网环境下基于机会通信的自适应服务数据分发方法，相邻车辆或RSU接收Beacon消息判断消息的有效性，若满足转发条件则计算预期转发时延并添加预期转发时延值到字段中，返回RREP，上一跳车辆或RSU收到来自其相邻对象的RREP后，执行RREP响应处理过程，向候选对象集合中选出的最优下一跳返回RREQ，候选对象接收到RREQ后判断是否所有数据包都到达目标位置，若没有全部到达目标位置，则转发车辆或RSU将重新启动新一轮的广播，直到所有数据包都到达目标车辆。本发明实现了车联网环境下服务数据能够有效地分发，在保证其他指标性能无损的情况下，改善丢包率，减少重传次数，延迟以及网络开销等网络性能。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种车联网环境下基于机会通信的自适应服务数据分发方法。

背景技术

作为车辆与交通路侧设施(RSU)构成自组织网络，VANETs有许多不同于传统MANETs的独有特征：1)网络拓扑受限，但具有高度动态性，网络连接难以维持。2)车辆移动具有规律性，可预测性强。3)消息传播具有方向性，受地理位置的限制。4)VANETs遵循道路拓扑，与交通应用紧密结合。因此，不同的应用场景会对数据分发协议的设计与方案的制定产生巨大的影响，导致传统自组织网络数据分发协议难以满足，例如碰撞警告等安全应用和增值应用的服务质量(Quality of Service，QoS)需求。传统的数据分发协议已经不适用于VANETs。这就要求针对以下几个方面做出较大的的改进：响应能力、可靠性、可扩展性、自适应、信息准确性、预测机制、处理间歇性连接以及数据转发。

目前，VANETs的数据分发协议研究大致可分为以下3类：(1)基于拓扑；(2)基于位置；(3)混合型。基于拓扑的数据分发协议需要建立并维护一条从源节点到目的节点的传输路径。然而在VANETs中车辆高速地移动，拓扑结构频繁地变化，使得路径的建立非常困难。即使能够找到一条传输路径也会因为拓扑结构的变化而快速失效。同时，该分发协议需要利用已有链路传输数据，极其浪费网络资源，时延和开销也很大，无法适用于高速易变的VANET。基于位置的数据分发协议，是通过一跳邻居车辆与目标车辆的位置关联来实现转发。尽管该分发协议不需要事先建立端到端的传输路径，但它的数据传输却依赖于准确的位置服务。此外，该分发协议针对的是端到端的数据传输问题，难以满足众多应用一对多，或多对一的传输需求。在车辆数目较大时，该分发协议将面临着广播风暴问题。

VANETs具有节点高速移动、间歇连通性和快速动态网络拓扑等不利因素，难以保证移动节点间持续稳定的连接：也具有节点可装配GPS、容易获得自身及临近节点的地理位置信息、运动轨迹具有可预测性、数据转发的延迟容忍等有利因素。在VANETs中，为了保证高效的通信及高质量的服务，分发的消息类型、大小、格式种类繁多。因此，选择单路径分发会造成消息的不可靠传输，选择多路径分发，会因为路径维护造成资源浪费，增加能耗和网络开销。

传统数据分发协议需要所有通信车辆周期地发送Hello消息来维护车辆间邻居列表。大量Hello消息会占用有限的带宽资源，从而影响车辆状态信息的传输可靠性。

传统数据分发协议根据路由表判断车辆是否经过目标车辆位置或路由表是否包含目标车辆来确定转发策略。这种方法的不足在于，当所有相邻对象都不满足转发策略时丢弃请求，这样会造成多次广播，进而形成广播风暴。

发明内容

本发明的目的是提供一种车联网环境下基于机会通信的自适应服务数据分发方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

车联网环境下基于机会通信的自适应服务数据分发方法，包括以下步骤：

步骤1)请求车辆发出请求，根据请求数据量大小动态选择不同的数据分发模式：