[发明专利]一种应用于车联网的交通感知路由方法

说明书

本发明提供了一种应用于车联网的交通感知路由方法，数据包通过在节点之间的转发从起始点传播至目的点，其中数据包的转发包括交叉口处的数据包转发和直路段内的数据包转发，在交叉口处转发时需根据数据收集包在交叉口处广播的每个路段的路况信息选择交叉口路段。本发明避免了链路不稳定，传输延迟大问题，并解决了地理路由中局部最优问题。

技术领域

本发明属于车联网通信领域，具体涉及一种应用于车联网的交通感知路由方法。

背景技术

目前，如何设计出在车联网中性能优良的路由协议已经成为车联网及智能汽车领域的热门研究课题。在车载自组织网络(Vehicular Ad hoc

Network,VANETs)中，每个具备无线通信性能的车辆都是一个移动节点，这些节点和路边基站共同协作可以实现交通信息的实时采集和共享。众多的VANETs路由协议是从自组织网络(Mobile Ad-hoc Network，MANET)的协议过度而来，但是这些路由方法没有考虑车载网络不同于自组织网络的一些特殊特性。

为了使空间上相互分离的车辆能够进行通信，VANETs采用多跳通信进行数据包传输。车辆的高速移动会引起车辆密度和车辆间通信稳定性的高频变化。这种节点高速动态变化、道路拓扑结构多变、节点密度分布不均、无线传输间歇性中断等特点使得早期的自组织网络中的路由方法不能很好地适用于VANETs。早期路由方法一般分为两类：基于拓扑的路由和基于位置的路由(地理路由)。基于拓扑的路由，如AODV、DSR，它们在节点数目较大并且节点高速动态变化的情况下会产生很大的路由开销和维护。而地理路由协议基于车辆位置以一种动态的方式传输数据包，能够在频繁的拓扑变化环境中保证路由的可靠性，但是现存地理路由协议多数都是基于车辆位置，没有考虑网络和交通状态，这可能导致链路中断频繁，丢包率高，局部最优等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种应用于车联网的交通感知路由方法，解决现有技术中链路中断频繁、丢包率高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种应用于车联网的交通感知路由方法，数据包从起始节点开始依次通过多个单元头车之间的转发至目的节点；

设连接任意相邻两个交叉口的道路的路段，每个路段被分割为多个路段单元，每个路段单元包括多个节点，单元头车为每个路段单元中最靠近单元中心的节点；

数据包的转发包括交叉口处的数据包转发和直路段内的数据包转发；

所述数据包通过路段中每个路段单元中的节点进行转发，每个路段单元中的转发数据包的节点为单元头车且每次数据包在节点之间的转发距离均小于等于r；

其中，f是频率，FSPL为路径损耗，λ为波长，d为通信距离，K为系数，G_t为发射天线增益，R_r为接收天线增益，M为损耗因子；

交叉口处的数据包转发，包括：携带数据包的节点根据路况信息选择出交叉口处的下一路段，找到下一路段中与交叉口相连接的下一路段单元，然后在下一路段单元中选择下一跳节点。

进一步地，所述携带数据包的节点根据路况信息选择出下一路段，包括：

计算与交叉口连接的所有路段的路段分数RoadScore，选择路段分数RoadScore最高的路段作为下一路段；

其中，RoadScore＝α₁*RS+α₂*PD，α₁为路段状态权重因子，α₂为距离权重因子；

RS为路段状态，RS＝β₁*N_avg+β₂*RNC；