[发明专利]一种拥塞与位置感知的车载互联网动态路由方法

说明书

本发明属于路由调度领域，涉及一种拥塞与位置感知的车载互联网动态路由方法，该方法适用于车载自组织网络和互联网聚合的异构网络架构，并在该网络架构应用基于拥塞与位置感知的动态路由调度，包括：1)动态路由转发规则：首先按照分组目的地址进行队列缓存，接着按照队列的链路权值最大化原则选择应被调度队列，再按照加权链路速率和最大化原则分配各链路速率，进而以分配的速率发送被调度队列的分组到对应链路的下一跳；2)多跳网关发现为动态路由转发提供可用网关位置；3)邻居信息交互为动态路由转发提供邻居位置和队列长度信息；4)源请求车辆节点移动管理则提供下行车辆节点的位置信息。本发明实现了最短路由和拥塞避免的灵活权衡。

技术领域

本发明属于通信网络的路由调度领域，涉及一种拥塞与位置感知的车载互联网动态路由方法。

背景技术

车载互联网(Internet of vehicles，IoV)可通过互联网网关(Internetgateways，IGWs)将车载自组织网络(vehicular ad hoc networks，VANETs)连接到互联网，使车载用户享受移动互联网服务，如文本下载、媒体流和社交网络等。访问互联网的车辆必须先发现可用IGWs，并随之建立到达IGWs的路由路径以支持移动数据的传输。车辆的高移动性易造成车辆与互联网的间歇性连接，极大地降低了车辆与互联网的通信质量。因此，为了支持VANETs与互联网的双向通信，IoV路由协议需同时结合网关发现/选择与车辆移动性管理。

传统的移动自组织网络(Mobile Ad-hoc Networks，MANETs)路由协议，如DSDV(Destination Sequenced Distance Vector)、DSR(Dynamic Source Routing)和AODV(Adhoc On-Demand Distance Vector Routing)可直接应用在车载环境中。这类路由协议在传输数据前需建立一条路由路径，而VANETs中车辆的高移动性易造成路由频繁地失效，导致了路由的频繁重计算，增加了网络开销与高带宽消耗，且缺少有效的网关发现机制，从而不适合直接应用于车载互联网环境中。因此，需要设计新的路由协议适应车辆与互联网通信的需求。

由于更靠近目的节点的车辆易被多个转发节点选为中继节点，这些车辆易成为网络热点。互联网流量在这些热点聚集，导致网络拥塞。尤其在互联网流量爆发或高车辆密度情况下，拥塞的热点将出现严重的碰撞和队列溢出，导致高丢包率。持续的丢包与频繁的MAC重传降低了网络吞吐量。背压算法在保证网络稳定性的前提下使得网络吞吐量最大化，通过优先调度队列积压差较大的链路减轻网络拥塞，且能适应整体网络参数条件随时间不断变化的情况。然而，背压算法可能会造成路由环路或选择不必要的长路径等，在车载互联网的通信环境中依然面对诸多挑战。

由于网关的服务范围有限，高速移动车辆将快速驶离其接入网关的服务范围，使得车辆不得不改变接入网关，造成IP网络连接的频繁中断。尽管移动IP(Mobile IP，MIP)解决了移动环境下车辆与互联网的无缝连接，但它只允许网络跟踪源请求车辆(SourceRequest Vehicle，SRV)当前处于哪个网关范围，而无法获知车辆的当前位置。这使得本地代理/外地代理(Home Agent/Foreign Agent，HA/FA)不能将来自互联网服务器的响应分组投递给相应的SRV，从而导致下行转发失效。因此，下行互联网响应分组如何从网关到达SRV的路由问题仍有待解决。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种拥塞与位置感知的车载互联网动态路由方法。

本发明采用如下技术方案实现：

一种拥塞与位置感知的车载互联网动态路由方法，包括：

1)动态多跳转发规则，包括：

S1、数据分组缓存：多跳转发分为上行多跳转发下行多跳转发；上行的所有数据分组统一进入一个上行缓存队列，下行的数据分组则以不同车辆为目的节点进入不同的下行缓存队列；