車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的gpsr路由方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的GPSR路由方法，屬于車載通信網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]車載短距離通信(Vehicle to X:V2X)網(wǎng)絡(luò)是通過無線通信、GPS/GIS、傳感等短距離通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的車內(nèi)(CAN-Controller Area Network)、車路(Vehicle-2-RSU)、車間(Vehicle-2-Vehicle)、車外(vehicle-2-1nfrastructure)、人車(Vehicle-2-Person)之間的通信。
[0003]貪婪周邊無狀態(tài)路由(GreedyPerimeter Stateless Routing,GPSR)建立在傳統(tǒng)貪婪轉(zhuǎn)發(fā)算法之上，具有貪婪轉(zhuǎn)發(fā)和周界轉(zhuǎn)發(fā)兩種分組轉(zhuǎn)發(fā)方式，路由開始時采用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)貪婪方式遇到通信空洞而失效時，轉(zhuǎn)入周界轉(zhuǎn)發(fā)模式繼續(xù)路由，當(dāng)條件滿足時恢復(fù)貪婪轉(zhuǎn)發(fā)模式，如此反復(fù)直至分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。為了避免傳統(tǒng)貪婪轉(zhuǎn)發(fā)算法中通信空洞造成的路由失效問題，GPSR利用傳感節(jié)點(diǎn)對位置信息的可知性和節(jié)點(diǎn)處于靜態(tài)的特點(diǎn)，于路由失效時根據(jù)網(wǎng)絡(luò)原始拓?fù)?，生成一個平面子圖并沿子圖中空洞的周界進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，即GPSR協(xié)議適用于平面布局的網(wǎng)絡(luò)。
[0004]由于V2X網(wǎng)絡(luò)中各個車載節(jié)點(diǎn)定期廣播包括節(jié)點(diǎn)位置信息的心跳信息，因此可在V2X網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用GPSR路由協(xié)議，但是，直接應(yīng)用GPSR路由協(xié)議尚存在一些問題，比如，典型的局部優(yōu)化問題，具體的說，由于GPSR中，每個節(jié)點(diǎn)只能了解到其覆蓋范圍內(nèi)周圍節(jié)點(diǎn)的信息，在選擇節(jié)點(diǎn)時，總是選擇地理位置上離目的節(jié)點(diǎn)最近的下一跳節(jié)點(diǎn)，但是這個下一跳節(jié)點(diǎn)從全局看并不一定是全局優(yōu)化節(jié)點(diǎn)；另一個問題是，由于V2X網(wǎng)絡(luò)中的車載節(jié)點(diǎn)均被約束在狹長的路面上，相較于平面布局的網(wǎng)絡(luò)，GPSR在處理V2X網(wǎng)絡(luò)的通信空洞問題時，可供選擇的周圍節(jié)點(diǎn)受到了限制，GPSR的周邊轉(zhuǎn)發(fā)模式效果并不明顯。
[0005]因此，根據(jù)V2X網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，有必要對應(yīng)用于V2X網(wǎng)絡(luò)中的GPSR進(jìn)行改進(jìn)，以滿足V2X網(wǎng)路的實(shí)際要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的GPSR路由方法，該方法對應(yīng)用于V2X網(wǎng)絡(luò)中的GPSR路由協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)，能夠有效解決GPSR遇到通信空洞而導(dǎo)致路由失效的問題，可以滿足V2X網(wǎng)路的實(shí)際要求。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的GPSR路由方法，節(jié)點(diǎn)之間定時發(fā)送包括行駛方向、車輛位置等信息的心跳信息，并更新維護(hù)包括周圍節(jié)點(diǎn)相關(guān)信息的環(huán)境信息對列；源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，其特征在于，
[0009]源節(jié)點(diǎn)查找所述環(huán)境信息隊(duì)列，從同向行駛的車載節(jié)點(diǎn)中查找距離目的節(jié)點(diǎn)更近的節(jié)點(diǎn)，若找到則將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給該同向行駛的節(jié)點(diǎn)，否則，從反向行駛的車載節(jié)點(diǎn)中查找距離目的節(jié)點(diǎn)更近的節(jié)點(diǎn)，若找到則將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給該反向行駛的節(jié)點(diǎn)，否則，查找是否存在路側(cè)節(jié)點(diǎn)，若存在則將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給該路側(cè)節(jié)點(diǎn)，否則緩存數(shù)據(jù)包重新查找。
[0010]進(jìn)一步的，
[0011]所述路側(cè)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包后，查找其維護(hù)的環(huán)境信息隊(duì)列，從與源節(jié)點(diǎn)同向行駛的車載節(jié)點(diǎn)中查找距離目的節(jié)點(diǎn)更近的節(jié)點(diǎn)，若找到則將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給該同向行駛的節(jié)點(diǎn)，否則，判斷查找次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定閾值，若沒有達(dá)到則繼重新查找，若達(dá)到次數(shù)則丟棄數(shù)據(jù)包。
[0012]車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的GPSR路由方法，其步驟為:
[0013]S1:源節(jié)點(diǎn)接收周圍節(jié)點(diǎn)的心跳信息，并依據(jù)心跳信息，將各節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息保存于環(huán)境信息隊(duì)列中；
[0014]S2:源節(jié)點(diǎn)查找自身維護(hù)的環(huán)境信息隊(duì)列；
[0015]S3:在所有同向行駛的車載節(jié)點(diǎn)中查找是否存在距離目的節(jié)點(diǎn)更近的節(jié)點(diǎn)，若存在則執(zhí)行S6，否則執(zhí)行S4 ；
[0016]S4:在所有反向行駛的車載節(jié)點(diǎn)中查找是否存在距離目的節(jié)點(diǎn)更近的節(jié)點(diǎn)，若存在則執(zhí)行S7 ;否則執(zhí)行S5 ；
[0017]S5:在環(huán)境信息隊(duì)列中查找路側(cè)節(jié)點(diǎn)，若存在路側(cè)節(jié)點(diǎn)則執(zhí)行S9 ;否則執(zhí)行S8 ；
[0018]S6:源節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至該同向行駛的車載節(jié)點(diǎn)，然后跳轉(zhuǎn)至SI ；
[0019]S7:源節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至該反向行駛的車載節(jié)點(diǎn)，然后跳轉(zhuǎn)至SI ；
[0020]S8:源節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)包，然后跳轉(zhuǎn)至SI ；
[0021]S9:源節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至路側(cè)節(jié)點(diǎn)；
[0022]SlO:路側(cè)節(jié)點(diǎn)查找其自身維護(hù)的環(huán)境信息隊(duì)列；
[0023]Sll:在所有與源節(jié)點(diǎn)同向行駛的車載節(jié)點(diǎn)中查找是否存在距離目的節(jié)點(diǎn)更近的節(jié)點(diǎn)，若存在則執(zhí)行S14，否則執(zhí)行S12 ；
[0024]S12:路側(cè)節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)包；
[0025]S13:路側(cè)節(jié)點(diǎn)判斷查找次數(shù)是否到達(dá)設(shè)定的閾值，若到達(dá)執(zhí)行S15，否則跳轉(zhuǎn)至SlO繼續(xù)查找節(jié)點(diǎn)；
[0026]S14:路側(cè)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給該同向行駛的車載節(jié)點(diǎn)，然后跳轉(zhuǎn)至SI ；
[0027]S15:路側(cè)節(jié)點(diǎn)丟棄數(shù)據(jù)包。
[0028]源節(jié)點(diǎn)在所述環(huán)境信息隊(duì)列中查找路側(cè)節(jié)點(diǎn)時，無需判斷路側(cè)節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)的距離。
[0029]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0030]本發(fā)明結(jié)合V2X網(wǎng)絡(luò)的特性，即各節(jié)點(diǎn)定期廣播包括節(jié)點(diǎn)位置信息的心跳信息，路側(cè)節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍大以及車載節(jié)點(diǎn)于狹長道路上或是同向行駛或是反向行駛等特性，對GPSR路由協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)，有效解決了 GPSR遇到通信空洞而導(dǎo)致路由失效的問題，使得GPSR應(yīng)用于V2X網(wǎng)絡(luò)中達(dá)到了良好的效果。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的方法流程圖。
[0032]圖2是本發(fā)明一具體實(shí)施例的實(shí)際應(yīng)用場景示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0034]V2X網(wǎng)絡(luò)中，各個節(jié)點(diǎn)(車載節(jié)點(diǎn)及路側(cè)節(jié)點(diǎn))定期向周圍的節(jié)點(diǎn)廣播包含車輛行駛方向、車輛位置、狀態(tài)、IP地址等自身狀態(tài)信息的心跳信息，各節(jié)點(diǎn)同時接收周圍其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的心跳信息，依據(jù)收到的心跳信息，定期更新維護(hù)包括周圍節(jié)點(diǎn)相關(guān)信息的環(huán)境信息對列。
[0035]圖1是本發(fā)明的方法流程圖，如圖所示，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)欲與目的節(jié)點(diǎn)通信時，源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，利用本發(fā)明公開的車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的GPSR路由方法，該數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)過程是:
[0036]S1:源節(jié)點(diǎn)接收周圍節(jié)點(diǎn)的心跳信息，并依據(jù)心跳信息，將各節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息保存于環(huán)境信息隊(duì)列中；
[0037]S2:源節(jié)點(diǎn)查找自身維護(hù)的環(huán)境信息隊(duì)列；
[0038]S3:在所有同向行駛的車載節(jié)點(diǎn)中查找是否存在距離目的節(jié)點(diǎn)更近(與源節(jié)點(diǎn)相比)的節(jié)點(diǎn)，若存在則執(zhí)行S6，否則執(zhí)行S4 ；
[0039]S4:在所有反向行駛的車載節(jié)點(diǎn)中查找是否存在距離目的節(jié)點(diǎn)更近的節(jié)點(diǎn)，若存在則執(zhí)行S7 ;否則執(zhí)行S5 ；
[0040]所述的同向行駛及反向行駛均相對于源節(jié)點(diǎn)的行車方向。
[0041]S5:在環(huán)境信息隊(duì)列中查找路側(cè)節(jié)點(diǎn)，若存在路側(cè)節(jié)點(diǎn)則執(zhí)行S9 ;否則執(zhí)行S8 ；
[0042]這里要說明的是，查找路側(cè)節(jié)點(diǎn)時，無需判斷路側(cè)節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)的距離，這是由于路側(cè)節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍較大，其能夠接收到其覆蓋范圍內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的心跳信息。
[0043]S6:源節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至該同向行駛的車載節(jié)點(diǎn)，然后跳轉(zhuǎn)至SI ；
[0044]S7:源節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至該反向行駛的車載節(jié)點(diǎn)，然后跳轉(zhuǎn)至SI ；
[0045]S8:源節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)包，然后跳轉(zhuǎn)至SI ；
[0046]S9:源節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至路側(cè)節(jié)點(diǎn)；
[0047]SlO:路側(cè)節(jié)點(diǎn)查找其自身維護(hù)的環(huán)境信息隊(duì)