[发明专利]基于延迟容忍网络技术的车辆消息路由方法

说明书

技术领域

   本发明涉及一种基于延迟容忍网络技术的车辆消息路由方法。

背景技术

    在一些特定的网络环境中如车辆通信、灾难救援、军事演习等，由于节点不断移动、恶劣的通信环境、资源能量有限以及通信范围有限等原因而导致网络经常断开，无法保证稳定的端到端路径，对传统网络的处理方式将不再适用，像这类网络就被称为延迟容忍网络( Delay Tolerant Networks, DTN )。它涵盖了间歇性连接移动自组织网络、车辆网络、野生动物追踪网络、卫星网络、乡村通信网络、灾难救援网络等等，应用前景相当广阔。

    为了适应延迟容忍网络的特点，新的路由机制被设计并运用到延迟容忍网络中，这些机制主要包括：

    1) “存储一携带一转发”机制。与传统多跳无线网络“存储一转发”的路由机制不同，延迟容忍网络采用了“存储—携带一转发”的路由机制，中继节点接收到消息后，通常不是立即把它转发出去，而是将消息在其缓冲区内保存一段时间，携带着消息继续运动，在运动过程中如果遇到了其他节点，再将消息转发出去。这种机制可以有效地克服网络中断与端到端路径不存在的困难，依靠中继节点的运动把消息从源节点最终传送到目的节点。

    2) 多次转发机制。在一些延迟容忍网络路由算法中，消息在不同节点相遇时会被多次转发，相当于多个数据拷贝被注入网络，这与传统路由中的一次性转发给确定的下一跳节点有很大的不同。

    3) 节点两两成对交换信息机制。由于网络中断，即使是广播消息也难以到达所有的节点，因此这一机制成了信息传播的有效途径。同时，节点相遇时，通过相互传送对方所没有的消息来完成消息的扩散，其可靠性比广播消息还要更高。

    基于上述机制，人们设计了很多适用于延迟容忍网络的路由协议。其中，最为经典的是传染路由、喷雾等待路由、概率路由等。

    另外，随着车辆数量的增加，现有的传统交通系统已经不堪重负。毫无疑问，基于物联网的智能交通系统将能够有效降低甚至解决这种交通堵塞、环境污染、安全隐患、运输效率低等的交通现状。配备了无线收发装置的车辆是该系统的最下层，车辆通过无线方式与上层的路侧单元 ( Road-Side Unit, RSU ) 进行通信，而路侧单元RSU再通过有线或无线的方式与最上层的互联网相联。

    传统方法在研究延迟容忍网络的路由协议时，假设节点的移动是完全随机性的，不具有任何规律性。但智能公交系统中还有一些与此不同的特点，如高速移动性、移动的规律性以及拓扑结构的快速变化性等等。在spray and wait路由中，对于中继节点的选择没有任何的规则性，只要源节点遇到中继节点并在对方的通信范围内，就会对消息进行转发。如果此时的中继节点能及时的将消息传送到目的节点，消息的传递延迟就比较低；相反地，如果该中继节点的移动速度很慢，不是一个活跃的节点，那么消息的传递延迟就会较大。

    上述问题是在智能公交系统中应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于延迟容忍网络技术的车辆消息路由方法解决智能交通系统的智能公交报站子系统中，公交车辆数据共享与路由问题。本发明相对于传统的路由算法，在消息交付延迟以及平均跳数方面有明显改善，而且依据消息的重要程度划分优先级，减小了优先级高的重要信息的丢失率，增大了其交付率。

本发明的技术解决方案是：

一种基于延迟容忍网络技术的车辆消息路由方法，在路由转发时的步骤如下：

在路由转发时的步骤如下：

步骤一：源节点自我复制n个消息拷贝；

步骤二：源节点分别比较与待选中继节点的速度交付概率SDP概率值的大小；

步骤三：如果待选中继节点的SDP概率值都比源节点的大，则源节点会在待选中继节点中选出SDP概率值最大的节点进行消息的转发，且转发的拷贝数与源节点以及被选择的中继节点的概率值的大小比例有关，被选择的中继节点成为当前节点；

步骤四：如果待选中继节点的SDP概率值都比源节点的小，则源节点不把消息转发给中继节点，自身继续持有消息，直到遇到目的节点或是SDP概率值比源节点大的中继节点为止，当前节点仍是源节点；

步骤五：如果存在SDP概率值比源节点大的中继节点且存在SDP概率值比源节点小的中继节点，则源节点会在所有比源节点SDP概率值大的中继节点中选出SDP概率值最大的节点进行消息的转发，且转发的拷贝数与源节点以及被选择的中继节点的概率值的大小比例有关，被选择的中继节点成为当前节点；