一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡領域,尤其是一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法。
【背景技術】
[0002] 車載自組織網(wǎng)絡(VANETs,VehicularAd-hocNetworks)是無線分布式結構、多 跳、不斷變化的戶外通信網(wǎng)絡,其基本思想是:在一定的通信范圍內,車輛之間能夠相互交 換彼此的車速、位置等信息以及車載傳感器感知的數(shù)據(jù),自動的建立起一個自組織的移動 網(wǎng)絡。節(jié)點的單跳通信范圍只有幾百米到一千米,每一個節(jié)點(車輛)不僅是一個收發(fā)器, 同時還是一個路由器,因此采用多跳的方式把數(shù)據(jù)轉發(fā)給更遠的車輛。由于VANETs極其特 殊的移動自組織性質,具有以下顯著特點:
[0003] (1)節(jié)點高速移動變化。由于節(jié)點(車輛)高速移動,導致網(wǎng)絡的拓撲頻繁的變 化,使得在網(wǎng)絡拓撲上建立的路由壽命短;
[0004] (2)節(jié)點間通信的不穩(wěn)定性。受節(jié)點的高速移動和實際場景環(huán)境的影響,通信的鏈 路建立往往具有臨時性;
[0005] (3)網(wǎng)絡中路段之間節(jié)點的疏密情況不一。在實際場景中,城市環(huán)境下路段上的節(jié) 點密度較大,而郊外路段上的節(jié)點則較稀疏;
[0006] (4)節(jié)點的移動受道路的限制,只能在道路上移動。
[0007] (5)節(jié)點(車輛)裝載有GPS設備,結合電子地圖,使得路由策略的實現(xiàn)更為方便。
[0008] 因此,由于VANETs其獨特的性質:拓撲頻繁變化,節(jié)點高動態(tài)移動,鏈路維持時間 很短等,決定了傳統(tǒng)的MANET協(xié)議是不適合應用在車載自組織網(wǎng)絡中的,特別是在郊區(qū),節(jié) 點密度低,稀疏的情況下,傳統(tǒng)的MANET協(xié)議的性能表現(xiàn)更加的不堪。
[0009]目前,在車載自組網(wǎng)中使用的路由協(xié)議大致可以分為3類:基于拓撲的路由(TBR, topology-basedrouting)協(xié)議;基于位置的路由(PBR,position-basedrouting,)協(xié)議; 基于地圖的路由(MBR,map-basedrouting)協(xié)議。而這些單一的路由協(xié)議算法,并不能很 好的適應實際的交通場景,也不能根據(jù)交通情況實時的改變數(shù)據(jù)包的轉發(fā)策略。
【發(fā)明內容】
[0010] 為了解決上述技術問題,本發(fā)明的目的是:提供一種基于路口輔助的高數(shù)據(jù)包投 遞率、低延時的自適應分區(qū)路由方法。
[0011] 本發(fā)明所采用的技術方案是:一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,包括以 下步驟:
[0012]A、判斷當前節(jié)點位置是否為路口并建立路口列表,所述路口列表用于存儲節(jié)點移 動過程中所經(jīng)過的路口信息;
[0013]B、移動中的節(jié)點根據(jù)鄰居節(jié)點移動的方向信息,生成鄰居列表并將其分為同向鄰 居列表和反向鄰居列表,并計算路口列表中,路口之間的同向鄰居節(jié)點和反向鄰居節(jié)點個 數(shù);
[0014] C、轉發(fā)節(jié)點根據(jù)主節(jié)點和鄰居節(jié)點的方向信息計算鄰居節(jié)點是否處于路段;若 是,則執(zhí)行步驟E的路段轉發(fā);若否,則執(zhí)行步驟D的路口轉發(fā);
[0015] D、采用動態(tài)自適應分區(qū)模型選擇最優(yōu)路徑,然后從鄰居列表中選擇與所選的路口 方向移動一致且距離目標路口最近的節(jié)點作為下一跳節(jié)點,然后執(zhí)行步驟E的路段轉發(fā);
[0016] E、采用路段轉發(fā),直到數(shù)據(jù)包轉發(fā)至交叉路口,然后執(zhí)行步驟D。
[0017] 進一步,所述步驟A中的路口列表中保存當前路口、一級路口和二級路口的數(shù)據(jù)。
[0018] 進一步,所述步驟A和步驟C中,轉發(fā)節(jié)點根據(jù)主節(jié)點和鄰居節(jié)點的方向信息分別 計算節(jié)點的方向標識值,并根據(jù)主節(jié)點和鄰居節(jié)點的方向標識值差值得出鄰居節(jié)點的位置 處于路段或者路口。
[0019] 進一步,所述步驟D具體為:采用動態(tài)自適應分區(qū)模型以主節(jié)點為原點,主節(jié)點到 目的節(jié)點的向量為x軸,建立一個新的相對坐標軸以及有向加權圖,以當前路口為圓心,當 前路口到最遠的二級路口距離為半徑自適應的動態(tài)畫圓,并將此圓形區(qū)域劃分為三個不同 的優(yōu)先級區(qū)域,動態(tài)的計算從當前路口到所選優(yōu)先級區(qū)域內路口的最優(yōu)路徑,從鄰居列表 中選擇與所選的路口方向移動一致且距離目標路口最近的節(jié)點作為下一跳節(jié)點,然后執(zhí)行 步驟E的路段轉發(fā)。
[0020] 進一步,所述步驟E中執(zhí)行路段轉發(fā)時,同時計算同向局部最優(yōu)和反向局部最優(yōu) 情況。
[0021] 進一步,所述的同向局部最優(yōu)情況為同向鄰居列表中鄰居節(jié)點距離目標路口最小 的距離大于自身到目標路口的距離的情況。
[0022] 進一步,所述的反向局部最優(yōu)情況為反向鄰居列表中鄰居節(jié)點距離目標路口最小 的距離大于自身到目標路口的距離的情況。
[0023] 進一步,所述步驟D中,若采用動態(tài)自適應分區(qū)模型未得到下一跳節(jié)點,則當前節(jié) 點不轉發(fā)數(shù)據(jù)包,并由當前節(jié)點帶著數(shù)據(jù)到新的路段上,然后執(zhí)行步驟E的路段轉發(fā)。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過自適應動態(tài)的分區(qū)模型,更好的適應快速變化 的VANETs網(wǎng)絡,利用不變的路口信息,改進路口轉發(fā)方法,選擇一條延時小、密度高的路徑 提高了數(shù)據(jù)包的到達率;并根據(jù)鄰居節(jié)點移動的方向信息,將鄰居列表分為同向鄰居列表 和反向鄰居列表,且同向鄰居節(jié)點的優(yōu)先級高于反向鄰居節(jié)點,保證了數(shù)據(jù)轉發(fā)沿著最優(yōu) 路徑的方向轉發(fā),降低了時延。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明自適應分區(qū)路由方法的步驟流程圖;
[0026] 圖2為本發(fā)明方法中節(jié)點移動方向標識示意圖;
[0027] 圖3為本發(fā)明分區(qū)模型示意圖;
[0028] 圖4為圖3的坐標軸重建示意圖;
[0029] 圖5為本發(fā)明三種局部最優(yōu)情況示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明:
[0031] 參照圖1,一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,包括以下步驟:
[0032] A、判斷當前節(jié)點位置是否為路口并建立路口列表,所述路口列表用于存儲節(jié)點移 動過程中所經(jīng)過的路口信息;
[0033] 當前節(jié)點每到達一個路口都需要重新計算一次;
[0034] B、移動中的節(jié)點根據(jù)鄰居節(jié)點移動的方向信息,生成鄰居列表并將其分為同向鄰 居列表和反向鄰居列表,并計算路口列表中,路口之間的同向鄰居節(jié)點和反向鄰居節(jié)點個 數(shù);
[0035] C、轉發(fā)節(jié)點根據(jù)主節(jié)點和鄰居節(jié)點的方向信息計算鄰居節(jié)點是否處于路段;若 是,則執(zhí)行步驟E的路段轉發(fā);若否,則執(zhí)行步驟D的路口轉發(fā);
[0036]D、采用動態(tài)自適應分區(qū)模型選擇最優(yōu)路徑,然后從鄰居列表中選擇與所選的路口 方向移動一致且距離目標路口最近的節(jié)點作為下一跳節(jié)點,然后執(zhí)行步驟E的路段轉發(fā);[0037] E、采用路段轉發(fā),直到數(shù)據(jù)包轉發(fā)至交叉路口,然后執(zhí)行步驟D。
[0038] 進一步作為優(yōu)選的實施方式,所述步驟A中的路口列表中保存當前路口、一級路 口和二級路口的數(shù)據(jù)。
[0039] 進一步作為優(yōu)選的實施方式,所述步驟A和步驟C中,轉發(fā)節(jié)點根據(jù)主節(jié)點和鄰居 節(jié)點的方向信息分別計算節(jié)點的方向標識值,并根據(jù)主節(jié)點和鄰居節(jié)點的方向標識值差值 得出鄰居節(jié)點的位置處于路段或者路口。
[0040] 參照圖2,說明具體判斷方法:節(jié)點的移動方向的夾角為0i,具體如下:
【主權項】
1. 一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,其特征在于:包括以下步驟: A、 判斷當前節(jié)點位置是否為路口并建立路口列表,所述路口列表用于存儲節(jié)點移動過 程中所經(jīng)過的路口信息; B、 移動中的節(jié)點根據(jù)鄰居節(jié)點移動的方向信息,生成鄰居列表并將其分為同向鄰居列 表和反向鄰居列表,并計算路口列表中,路口之間的同向鄰居節(jié)點和反向鄰居節(jié)點個數(shù); C、 轉發(fā)節(jié)點根據(jù)主節(jié)點和鄰居節(jié)點的方向信息計算鄰居節(jié)點是否處于路段;若是,則 執(zhí)行步驟E的路段轉發(fā);若否,則執(zhí)行步驟D的路口轉發(fā); D、 采用動態(tài)自適應分區(qū)模型選擇最優(yōu)路徑,然后從鄰居列表中選擇與所選的路口方向 移動一致且距離目標路口最近的節(jié)點作為下一跳節(jié)點,然后執(zhí)行步驟E的路段轉發(fā); E、 采用路段轉發(fā),直到數(shù)據(jù)包轉發(fā)至交叉路口,然后執(zhí)行步驟D。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,其特征在于:所 述步驟A中的路口列表中保存當前路口、一級路口和二級路口的數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,其特征在于:所 述步驟A和步驟C中,轉發(fā)節(jié)點根據(jù)主節(jié)點和鄰居節(jié)點的方向信息分別計算節(jié)點的方向標 識值,并根據(jù)主節(jié)點和鄰居節(jié)點的方向標識值差值得出鄰居節(jié)點的位置處于路段或者路 □。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,其特征在于:所 述步驟D具體為:采用動態(tài)自適應分區(qū)模型以主節(jié)點為原點,主節(jié)點到目的節(jié)點的向量為 x軸,建立一個新的相對坐標軸以及有向加權圖幻,以當前路口為圓心,當前路口到最 遠的二級路口距離為半徑自適應的動態(tài)畫圓,并將此圓形區(qū)域劃分為三個不同的優(yōu)先級區(qū) 域,動態(tài)的計算從當前路口到所選優(yōu)先級區(qū)域內路口的最優(yōu)路徑,從鄰居列表中選擇與所 選的路口方向移動一致且距離目標路口最近的節(jié)點作為下一跳節(jié)點,然后執(zhí)行步驟E的路 段轉發(fā)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,其特征在于:所 述步驟E中執(zhí)行路段轉發(fā)時,同時計算同向局部最優(yōu)和反向局部最優(yōu)情況。
6. 根據(jù)權利要求5所述的一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,其特征在于:所 述的同向局部最優(yōu)情況為同向鄰居列表中鄰居節(jié)點距離目標路口最小的距離大于自身到 目標路口的距離的情況。
7. 根據(jù)權利要求5所述的一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,其特征在于:所 述的反向局部最優(yōu)情況為反向鄰居列表中鄰居節(jié)點距離目標路口最小的距離大于自身到 目標路口的距離的情況。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,其特征在于:所 述步驟D中,若采用動態(tài)自適應分區(qū)模型未得到下一跳節(jié)點,則當前節(jié)點不轉發(fā)數(shù)據(jù)包,并 由當前節(jié)點帶著數(shù)據(jù)到新的路段上,然后執(zhí)行步驟E的路段轉發(fā)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法,本發(fā)明通過自適應動態(tài)的分區(qū)模型,更好的適應快速變化的VANETs網(wǎng)絡,利用不變的路口信息,改進路口轉發(fā)方法,選擇一條延時小、密度高的路徑提高了數(shù)據(jù)包的到達率;并根據(jù)鄰居節(jié)點移動的方向信息,將鄰居列表分為同向鄰居列表和反向鄰居列表,且同向鄰居節(jié)點的優(yōu)先級高于反向鄰居節(jié)點,保證了數(shù)據(jù)轉發(fā)沿著最優(yōu)路徑的方向轉發(fā),降低了時延。本發(fā)明作為一種基于路口輔助的自適應分區(qū)路由方法可廣泛應用于無線網(wǎng)絡領域。
【IPC分類】H04W40-02, H04W40-12
【公開號】CN104618979
【申請?zhí)枴緾N201510053366
【發(fā)明人】劉峰, 王云謙, 呂月圓, 陳色桃, 江艷鋒
【申請人】廣東迅通科技股份有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月30日