專利名稱：通信網(wǎng)絡(luò)中的信息散發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信網(wǎng)絡(luò)中的信息散發(fā)方法，優(yōu)選地用在車載自
組織網(wǎng)絡(luò)(VANET)中，其中，通信網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，這些通 信節(jié)點(diǎn)知道它們的地理位置，并且，散發(fā)過(guò)程由節(jié)點(diǎn)之一一一發(fā)起方 節(jié)點(diǎn)通過(guò)以下方式發(fā)起向要將信息散發(fā)至的相關(guān)區(qū)域內(nèi)的特定節(jié)點(diǎn) 一一第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)發(fā)送包括要散發(fā)的信息在內(nèi)的單播消息。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的信息散發(fā)是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)，特別是在如 VANET (車載自組織網(wǎng)絡(luò))之類的車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，需要可靠的策略 來(lái)將消息傳遞到位于特定地理區(qū)域內(nèi)的全部車輛。首要地，這適用于 與危險(xiǎn)事件(例如，交通事故或者雨凇形成)有關(guān)的安全消息的情況。
信息散發(fā)的最簡(jiǎn)單策略是所謂的泛洪機(jī)制。泛洪是指要傳遞的信 息由節(jié)點(diǎn)來(lái)廣播，每個(gè)接收信息的節(jié)點(diǎn)再次對(duì)該信息進(jìn)行廣播，以此 類推。然而，泛洪造成了大量的開銷以及大量的分組碰撞，這被稱作 "廣播風(fēng)暴問(wèn)題"。盡管有解決該問(wèn)題的建議，但并沒(méi)有高度相關(guān)地處 理要散發(fā)的信息所經(jīng)歷的延遲。然而，特別是在VANET中，由于與 安全有關(guān)的信息的可能非常關(guān)鍵的性質(zhì)，因而需要較短的延遲。
應(yīng)用于車載運(yùn)動(dòng)情景，特別是高速公路環(huán)境的另一種更完善的方 案是PBR (基于位置的路由)。PBR使用通信節(jié)點(diǎn)的地理位置來(lái)決定 應(yīng)當(dāng)沿著哪個(gè)方向轉(zhuǎn)發(fā)消息。為此，現(xiàn)有的PBR協(xié)議使用信標(biāo)消息， 信標(biāo)消息允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由無(wú)線電廣播向其所有相鄰節(jié)點(diǎn)通告其地址 和地理位置。每當(dāng)節(jié)點(diǎn)從相鄰節(jié)點(diǎn)接收到這樣的信標(biāo)消息時(shí)，它就將 該節(jié)點(diǎn)的地址和位置存儲(chǔ)在其相鄰節(jié)點(diǎn)表格中。當(dāng)節(jié)點(diǎn)必須轉(zhuǎn)發(fā)分組 時(shí)，該節(jié)點(diǎn)使用該表格來(lái)確定應(yīng)當(dāng)將分組轉(zhuǎn)發(fā)至的哪個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)，以 向最終目的地前進(jìn)。通常，這個(gè)決定基于幾何啟發(fā)式方法，通過(guò)選擇使與目的地的剩余距離最小的相鄰節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。該過(guò)程被稱作"貪婪 轉(zhuǎn)發(fā)"。盡管基于位置的路由由于其單播、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)特性而成為相當(dāng)快的 機(jī)制，但它在對(duì)分組丟失(例如，由于衰落效應(yīng)或分組碰撞而引起) 的魯棒性方面存在缺點(diǎn)。對(duì)此，鑒于車載環(huán)境中挑戰(zhàn)性的傳播條件以 及潛在地高信道載荷，PBR僅在有限程度上適用。
此外，為了執(zhí)行單播分組轉(zhuǎn)發(fā)，已提出了基于競(jìng)爭(zhēng)的轉(zhuǎn)發(fā)(稱作
CBF)。與PBR相比，CBF不需要發(fā)送信標(biāo)消息。取而代之地，節(jié)點(diǎn) 廣播數(shù)據(jù)分組，在其通信范圍內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)接收到該數(shù)據(jù)分組。在接 收節(jié)點(diǎn)當(dāng)中，通過(guò)分布式的、基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程來(lái)選擇實(shí)際轉(zhuǎn)發(fā) 方節(jié)點(diǎn)，該分布式的、基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程允許最合適的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā) 分組，而所有其他接收節(jié)點(diǎn)的潛在轉(zhuǎn)發(fā)受到抑制。己經(jīng)表明，在具有 隨機(jī)的路點(diǎn)(way-point)移動(dòng)性的一般二維情景中，CBF在性能上優(yōu) 于PBR。在高度移動(dòng)的情景中，CBF的性能優(yōu)勢(shì)最為明顯。
然而，由于基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制引入到分發(fā)過(guò)程中的延遲，證 明了 CBF的缺點(diǎn)。特別是在高速公路情景中，其中通信節(jié)點(diǎn)高速移動(dòng) 并且與生命有關(guān)的安全信息的分發(fā)非常重要，因此，CBF不構(gòu)成適當(dāng) 的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)并進(jìn)一步發(fā)展最初描述的一種通信網(wǎng) 絡(luò)中的信息散發(fā)方法，通過(guò)采用易于實(shí)現(xiàn)的機(jī)制來(lái)最小化傳播延遲并 顯著增強(qiáng)對(duì)不確定性的魯棒性。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是通過(guò)包括權(quán)利要求1的特征的方法來(lái)實(shí) 現(xiàn)的。根據(jù)該權(quán)利要求，該方法的特征在于，相關(guān)區(qū)域中接收由發(fā)起 方節(jié)點(diǎn)向第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)發(fā)送的消息的其他節(jié)點(diǎn)分別挑選轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié) 點(diǎn)，并根據(jù)基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程來(lái)將消息單播重傳至挑選出的轉(zhuǎn)發(fā) 方節(jié)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，首先已認(rèn)識(shí)到，信息散發(fā)的純PBR機(jī)制不能滿足特 殊情形下(例如，在與生命有關(guān)的安全應(yīng)用的情況下)所需的要求。 此外，己經(jīng)認(rèn)識(shí)到，PBR的不足之處是由該過(guò)程的純單播性質(zhì)引起的。單播是指利用消息首部中的特定目的地地址、經(jīng)由廣播介質(zhì)來(lái)發(fā)送消 息。根據(jù)情景和配置，這可能導(dǎo)致不可容許數(shù)量的分組碰撞。因此， 根據(jù)本發(fā)明，接收由發(fā)起方節(jié)點(diǎn)向第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)發(fā)送的消息的節(jié)點(diǎn) 不丟棄消息。事實(shí)上，這些節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)分別挑選適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)方節(jié) 點(diǎn)，并根據(jù)基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程將消息重傳至其挑選出的轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié) 點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)注意，這些轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)可以與由發(fā)起方節(jié)點(diǎn)挑選出的第一轉(zhuǎn) 發(fā)方節(jié)點(diǎn)相同或不同。
單播的基于位置的路由與基于競(jìng)爭(zhēng)的轉(zhuǎn)發(fā)相結(jié)合，確保了具有對(duì) 不確定性(如碰撞和傳播現(xiàn)象)的高魯棒性的信息散發(fā)。根據(jù)本發(fā)明 的方法以如下方式提供了冗余:未能從發(fā)起方節(jié)點(diǎn)正確發(fā)送至第一轉(zhuǎn) 發(fā)方節(jié)點(diǎn)的消息不會(huì)丟失，而是由合適的相鄰節(jié)點(diǎn)來(lái)重傳。
根據(jù)本發(fā)明的方法最適合具有挑戰(zhàn)性傳播條件和較高信道載荷的 高度移動(dòng)的情景中的應(yīng)用。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn) 地，本發(fā)明不限于這樣的應(yīng)用。事實(shí)上，根據(jù)本發(fā)明的方法可以應(yīng)用 于可靠且高效的信息散發(fā)至關(guān)重要的上述類型的任何通信網(wǎng)絡(luò)中。
有利地，必須將信息散發(fā)至的相關(guān)區(qū)域是由發(fā)起方節(jié)點(diǎn)根據(jù)要散 發(fā)的信息的類型來(lái)定義的。通常，希望傳遞消息的發(fā)起方節(jié)點(diǎn)知道相 關(guān)環(huán)境，因而該發(fā)起方節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)定義相關(guān)區(qū)域，在該相關(guān)區(qū)域內(nèi)，要 散發(fā)的信息可能是很重要的。例如，發(fā)起方節(jié)點(diǎn)可能已檢測(cè)到在兩個(gè) 行駛方向上都具有分離車道的高速公路上的交通事故。在這種情況下， 發(fā)起方節(jié)點(diǎn)可以將相關(guān)區(qū)域定義為從事故發(fā)生地點(diǎn)沿與運(yùn)動(dòng)方向相 反的方向延伸例如500米或1000米長(zhǎng)度的區(qū)域。在具有不分離車道的 鄉(xiāng)間公路或鄉(xiāng)村公路的情況下，可以將相關(guān)區(qū)域定義為從事故發(fā)生 地點(diǎn)沿公路的兩個(gè)方向延伸的區(qū)域。
在一個(gè)有利方式下，相關(guān)區(qū)域被包括在由發(fā)起方節(jié)點(diǎn)發(fā)送的消息 中。因此，向散發(fā)過(guò)程中涉及的所有節(jié)點(diǎn)通知該相關(guān)區(qū)域，并且，所 有這些節(jié)點(diǎn)都可以考慮該信息。
在另一有利方式下，發(fā)起方節(jié)點(diǎn)基于相關(guān)區(qū)域來(lái)定義至少一個(gè)信 息傳播方向。在上述關(guān)于交通事故的示例中，信息散發(fā)方向最適合對(duì) 應(yīng)于公路沿兩個(gè)行駛方向中任一方向或兩個(gè)方向的延伸。在十字路口的情況下，信息散發(fā)方向可以對(duì)應(yīng)于分岔路線的延伸。在相關(guān)區(qū)域基 本呈圓形的情況下，發(fā)起方節(jié)點(diǎn)可以例如定義總共四個(gè)信息傳播方向， 例如，每個(gè)相隔卯。。
發(fā)起方節(jié)點(diǎn)可以基于信息傳播方向來(lái)挑選向傳播方向具有較大 (或優(yōu)選地為最大)正前進(jìn)距離的節(jié)點(diǎn)作為第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)。對(duì)于該 挑選過(guò)程，發(fā)起方節(jié)點(diǎn)可以定義轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域，僅該轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可 以進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)挑選過(guò)程。轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域可以由對(duì)消息接收提供了特定 可配置可能性的范圍來(lái)限制。消息的相關(guān)性越高，可以使轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域的
大小越小。在任何情況下，都應(yīng)當(dāng)考慮到所涉及節(jié)點(diǎn)的具體SINR(信 號(hào)與干擾和噪聲之比)以及發(fā)送功率。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)在接收到消息后，也定義轉(zhuǎn)發(fā) 區(qū)域并挑選轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)向傳播方向具有最大或至少較大正前進(jìn)距離的 節(jié)點(diǎn)作為第二轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)。此后，第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)向第二轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn) 發(fā)送消息，以此類推?？梢灾貜?fù)該消息轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程，直到達(dá)到相關(guān)區(qū)域 的末端為止。應(yīng)當(dāng)注意，該轉(zhuǎn)發(fā)方式不包括任一跳中的任何附加延遲。 有利地，在將消息轉(zhuǎn)發(fā)至下一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)的每一轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程之后，根據(jù) 基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程來(lái)對(duì)消息執(zhí)行重傳。換言之，每當(dāng)在從一個(gè)轉(zhuǎn) 發(fā)方節(jié)點(diǎn)向下一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的單播的、基于位置的轉(zhuǎn)發(fā)的環(huán)境下 轉(zhuǎn)發(fā)消息時(shí)，接收到消息的那些節(jié)點(diǎn)分別獨(dú)立地挑選適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)方節(jié) 點(diǎn)，并根據(jù)基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程將消息重傳至相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)。
關(guān)于節(jié)點(diǎn)知道其地理位置，優(yōu)選地，通信節(jié)點(diǎn)布S有用于確定其 當(dāng)前位置的裝置。在VANET中，例如，能量消耗和小型化并不代表 關(guān)鍵特征，因此，節(jié)點(diǎn)可以配備有導(dǎo)航系統(tǒng)，例如GPS系統(tǒng)。
此外，可以向通信節(jié)點(diǎn)提供與相鄰節(jié)點(diǎn)的地理位置有關(guān)的更新的 信息。為此，可以使用在其他安全機(jī)制的環(huán)境下由通信節(jié)點(diǎn)周期性發(fā) 送的信標(biāo)消息。從而避免了任何妨礙無(wú)線介質(zhì)(無(wú)線電廣播)的附加 開銷。通過(guò)主動(dòng)(proactive)發(fā)送狀態(tài)消息，每個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由無(wú)線電廣 播向其所有相鄰節(jié)點(diǎn)(即單跳發(fā)送范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn))通告其地址和地理 位置。每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以例如包括更新該信息的相鄰節(jié)點(diǎn)表格。信標(biāo)頻率 可以適于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)性程度。狀態(tài)消息可以包括與相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的速度、運(yùn)動(dòng)方向和/或類似參數(shù)有關(guān)的附加信息。
有利地，以混雜模式操作所有通信節(jié)點(diǎn)。因此，在以廣播模式發(fā) 送所有消息時(shí)，所有消息一一甚至單播消息——都將由消息發(fā)送方的 通信范圍內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)接收。因此，使最大數(shù)目的節(jié)點(diǎn)能夠參與競(jìng)爭(zhēng) 過(guò)程。
在優(yōu)選實(shí)施例中，競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)如下
接收由發(fā)起方節(jié)點(diǎn)或任何轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)發(fā)送的消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以 啟動(dòng)定時(shí)器。對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，將競(jìng)爭(zhēng)周期設(shè)置為與節(jié)點(diǎn)相對(duì)于消息發(fā) 送方沿傳播方向前進(jìn)的距離成反比。換言之，節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn) 之間的距離越大，競(jìng)爭(zhēng)周期就越短。只要一達(dá)到節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)周期的結(jié)尾， 節(jié)點(diǎn)立即可以以廣播模式將消息重傳至其挑選出的下一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)。 這樣，不僅實(shí)現(xiàn)了冗余，同時(shí)還確保了沿傳播方向具有最大前進(jìn)距離 的節(jié)點(diǎn)將首先重傳消息。從而將競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程所引入的延遲保持盡可能低。
為了停止競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以配置有最大重傳次數(shù)。在這種 環(huán)境下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以運(yùn)行每當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到消息時(shí)增大的計(jì)數(shù)器。當(dāng) 競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程所涉及的節(jié)點(diǎn)之一的計(jì)數(shù)器達(dá)到最大重傳次數(shù)時(shí)，可以中斷 競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程。最大重傳次數(shù)的值可以由發(fā)起方節(jié)點(diǎn)根據(jù)要散發(fā)的信息的 類型來(lái)定義。在(通常不關(guān)鍵的)交通應(yīng)用的情況下，可以將最大值 設(shè)置為例如1，以使得除了相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)外，僅有一個(gè)其他附加節(jié) 點(diǎn)重傳消息。應(yīng)用越敏感，最大值就可以被選擇得越大。例如，在安 全應(yīng)用的情況下，可以將最大值設(shè)置為3甚至更大的值。
作為附加的或備選的參數(shù)，可以考慮轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域的大小來(lái)定義最大 重傳次數(shù)。通常，轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域的大小越大，最大重傳次數(shù)的值就應(yīng)當(dāng)被 選擇得越大。這樣，由較大的轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域引起的較低的消息接收可能性 可以通過(guò)更加冗余的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程得到補(bǔ)償。
在相關(guān)區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分的情況下，可能會(huì)發(fā)生要散發(fā)的信 息不能完全覆蓋相關(guān)區(qū)域的情況。然而，這可以是一種設(shè)計(jì)選擇，艮P， 必須向相關(guān)區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)通知短暫危險(xiǎn)。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分并且信息 在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)"有效"的情況下，未收聽(tīng)到來(lái)自傳播方向的重傳的節(jié) 點(diǎn)應(yīng)當(dāng)存儲(chǔ)信息，并在檢測(cè)到新相鄰節(jié)點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)該信息。有多種方式來(lái)有利地設(shè)計(jì)并進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的教導(dǎo)。為此，需 要參考從屬于權(quán)利要求1的本專利的權(quán)利要求以及另一方面由附圖示 出的以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選示例的解釋。結(jié)合借助于附圖對(duì)本發(fā)明 實(shí)施例優(yōu)選示例的解釋，將解釋本發(fā)明教導(dǎo)的一般優(yōu)選實(shí)施例以及進(jìn) 一步發(fā)展。


僅有的附圖是根據(jù)本發(fā)明的在通信網(wǎng)絡(luò)中的信息散發(fā)方法的應(yīng)用 情景的實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
更詳細(xì)地，該附圖示意性描述了通信網(wǎng)絡(luò)l的一部分。在所示的
具體實(shí)施例中，通信網(wǎng)絡(luò)l是車載自組織網(wǎng)絡(luò)(VANET)，包括用作通 信網(wǎng)絡(luò)1的通信節(jié)點(diǎn)N的多個(gè)車輛。對(duì)此，詞語(yǔ)"車輛"和"節(jié)點(diǎn)"在 該示例的環(huán)境下的作為同義詞使用。節(jié)點(diǎn)N配備有無(wú)線技術(shù)，使其可 以通過(guò)無(wú)線電廣播來(lái)互相交換信息。具體地，該附圖示出了具有通過(guò) 防撞護(hù)欄4而彼此分離為兩個(gè)行駛方向的行車道2和3的高速公路情景。
車輛O檢測(cè)到路上的危險(xiǎn)，例如，車輛O經(jīng)歷了事故或者檢測(cè)到 雨凇的形成。在檢測(cè)到危險(xiǎn)事件后，車輛O立即發(fā)起信息散發(fā)過(guò)程， 以警告其他車輛N。為此，車輛O (以下稱作發(fā)起方節(jié)點(diǎn)O)定義相關(guān) 區(qū)域RA。相關(guān)區(qū)域是以卞地理區(qū)域其中，發(fā)起方節(jié)點(diǎn)O要散發(fā)的信 息可能與其他車輛N相關(guān)。在例如檢測(cè)到雨凇的情況下，在另一行駛 方向上的行車道上也很可能存在雨凇。因此，相關(guān)區(qū)域應(yīng)當(dāng)從發(fā)起方 節(jié)點(diǎn)O沿兩個(gè)交通方向延伸。在附圖所示的實(shí)施例中，發(fā)起方節(jié)點(diǎn)O 經(jīng)歷了事故。由于該信息僅對(duì)隨后的車輛具有重要性(由于防撞護(hù)欄4 分離了交通方向)，因而相關(guān)區(qū)域從發(fā)起方節(jié)點(diǎn)O僅沿與運(yùn)動(dòng)方向相反 的方向延伸?？梢愿鶕?jù)通信節(jié)點(diǎn)N的平均速度來(lái)配置相關(guān)區(qū)域的長(zhǎng)度。 在具有較高速度的高速公路情景中，該長(zhǎng)度可以被設(shè)置在500米至2000 米之間的范圍內(nèi)。
在以下描述中，假定所有節(jié)點(diǎn)N都通過(guò)發(fā)送包含位置、速度、方向等在內(nèi)的周期性狀態(tài)消息(信標(biāo))來(lái)獲知其周圍節(jié)點(diǎn)N的位置。還 假定任何節(jié)點(diǎn)N的發(fā)送覆蓋了公路的完整寬度，并且所有節(jié)點(diǎn)N都被設(shè) 置為混雜模式?；祀s模式是指每個(gè)節(jié)點(diǎn)N原則上接收其通信范圍內(nèi)的 任何其他節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的所有消息。
在己定義必須將信息散發(fā)至的相關(guān)區(qū)域后的下一步驟中，發(fā)起方
節(jié)點(diǎn)o產(chǎn)生包括要散發(fā)的信息在內(nèi)的消息。通常，要散發(fā)的信息包括
檢測(cè)到的危險(xiǎn)的類型、檢測(cè)到的危險(xiǎn)的位置、以及時(shí)間戳。接下來(lái)，
發(fā)起方節(jié)點(diǎn)O定義轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域FA。轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域FA是某種魯棒性較高的范
圍，由于與其他節(jié)點(diǎn)的可能的干擾，并且考慮到成功地對(duì)發(fā)送進(jìn)行解 碼所需的無(wú)線卡而指定的具體SINR (信號(hào)與干擾和噪聲之比)，該范 圍提供足夠高的消息接收可能性。因此，轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域小于確定/理想的通 信范圍CR。由此，可以增強(qiáng)散發(fā)過(guò)程的可靠性和充分性。實(shí)踐中，根
據(jù)交通密度和/或平均速度，和/或根據(jù)發(fā)起方節(jié)點(diǎn)o的發(fā)送功率，禾口/
或根據(jù)應(yīng)用的靈敏度等等，可以確定轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域FA的大小。
信息的快速散發(fā)是通過(guò)單播的、基于位置的方案來(lái)執(zhí)行的，該方 案選擇轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域FA內(nèi)的已知節(jié)點(diǎn)，該已知節(jié)點(diǎn)提供相對(duì)于信息傳播方 向的最大(或至少較大)的正前進(jìn)距離。發(fā)起方節(jié)點(diǎn)N將消息轉(zhuǎn)發(fā)至 所選節(jié)點(diǎn)，所選節(jié)點(diǎn)被稱作第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)F1。只要有足夠的節(jié)點(diǎn)N 提供完全連接性就重復(fù)該機(jī)制，直到相關(guān)區(qū)域被完全覆蓋為止。換言 之，第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)F1定義新的轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域，并將消息轉(zhuǎn)發(fā)至該區(qū)域內(nèi) 提供相對(duì)于信息傳播方向的最大(或至少較大)芷前進(jìn)距離的第二轉(zhuǎn) 發(fā)方節(jié)點(diǎn)F2。為了清楚起見(jiàn)，附圖中并未示出第二轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)F2和任 何另外的轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)Fn。與競(jìng)爭(zhēng)方式相比，由于競(jìng)爭(zhēng)方式可能在每一 跳中包括附加延遲，因而這種轉(zhuǎn)發(fā)是非?？焖俚?。
由于車輛環(huán)境中存在的衰落現(xiàn)象以及潛在的碰撞，因此以廣播方 式來(lái)重傳消息，以提高散發(fā)方案的可靠性。重傳機(jī)制將利用競(jìng)爭(zhēng)周期 來(lái)改進(jìn)其可靠性。位于轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域FA內(nèi)的、接收所散發(fā)的消息的所有節(jié) 點(diǎn)C1、 C2、 C3 (不僅是被指定為通過(guò)前述單播的、基于位置的轉(zhuǎn)發(fā)方 案對(duì)消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點(diǎn))將在接收到該消息后開始基于定時(shí)器的競(jìng) 爭(zhēng)周期。為了改進(jìn)節(jié)點(diǎn)間的協(xié)調(diào)，可以將競(jìng)爭(zhēng)區(qū)域定義為節(jié)點(diǎn)周圍與轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域FA具有相同半徑的圓。節(jié)點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)周期可以被設(shè)置為與相對(duì) 于發(fā)送方沿傳播方向的前進(jìn)距離成反比。換言之，節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)方
節(jié)點(diǎn)F1、 F2、……、Fn距離越近，其競(jìng)爭(zhēng)周期就越短。在附圖所示的 示例中，節(jié)點(diǎn)C1的競(jìng)爭(zhēng)周期將短于節(jié)點(diǎn)C2的競(jìng)爭(zhēng)周期，而節(jié)點(diǎn)C2的競(jìng) 爭(zhēng)周期將短于節(jié)點(diǎn)C3的競(jìng)爭(zhēng)周期。到達(dá)競(jìng)爭(zhēng)周期結(jié)尾的節(jié)點(diǎn)使用由該 節(jié)點(diǎn)挑選的轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)的地址作為目的地地址來(lái)重傳消息。在附圖所 示的示例中，節(jié)點(diǎn)C1可能挑選節(jié)點(diǎn)P作為轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)，這是由于在節(jié) 點(diǎn)C1看來(lái)，節(jié)點(diǎn)P提供了向傳播方向的最大正前進(jìn)距離。
為了控制發(fā)送至中間節(jié)點(diǎn)的重復(fù)或復(fù)制，從位于其魯棒性高的范 圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)接收消息將取消其競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程(如果競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程正在運(yùn)行)。為 了改進(jìn)可靠性，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以配置有最大重傳次數(shù)。在后一種情況下， 在(正在散發(fā)的消息的)每次接收或發(fā)送事件后，將重新啟動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)過(guò) 程，直到達(dá)到預(yù)定義的最大值為止。
作為總結(jié)，以下提出順序的示例性說(shuō)明。
1. 車輛(發(fā)起方節(jié)點(diǎn))檢測(cè)到安全威脅并選擇用于散發(fā)的相關(guān)區(qū)域。
2. 發(fā)起方節(jié)點(diǎn)從其相鄰節(jié)點(diǎn)表格中選擇"下一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)"，即 轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)提供沿散發(fā)方向的最大地理前進(jìn)距離的節(jié)點(diǎn)。
3. 發(fā)起方節(jié)點(diǎn)發(fā)送廣播消息，包括
-用于散發(fā)的相關(guān)區(qū)域； -發(fā)起方節(jié)點(diǎn)自身的位置； -"下一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)"的ID。
4. a."下一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)"立即轉(zhuǎn)發(fā)具有新的"下一轉(zhuǎn)發(fā)方"的消
息；
b.在"轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域"內(nèi)，消息的所有其他接收方開始與前近距離 成反比的競(jìng)爭(zhēng)周期。
5. a.當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)周期結(jié)束時(shí)
-發(fā)送具有"下一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)"ID的消息； -重新開始競(jìng)爭(zhēng)(直到特定的最大值)。 b.如果接收到消息的次數(shù)等于特定的最大值，貝U:-取消競(jìng)爭(zhēng)。
受益于前述說(shuō)明書和關(guān)聯(lián)附圖中提出的教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域技 術(shù)人員將會(huì)想到這里闡述的本發(fā)明的許多修改和其他實(shí)施例。因此， 應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的具體實(shí)施例，并且修改和其他實(shí)施 例應(yīng)當(dāng)包含于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管這里采用了特定術(shù)語(yǔ)，但 這些術(shù)語(yǔ)僅用在一般性和描述性意義上，而并不用于限制目的。
權(quán)利要求
1.一種通信網(wǎng)絡(luò)中的信息散發(fā)方法，優(yōu)選地用在車載自組織網(wǎng)絡(luò)VANET中，其中，通信網(wǎng)絡(luò)(1)包括多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)(N)，所述多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)(N)知道它們的地理位置，并且，散發(fā)過(guò)程由節(jié)點(diǎn)之一——發(fā)起方節(jié)點(diǎn)(O)通過(guò)以下方式發(fā)起向要將信息散發(fā)至的相關(guān)區(qū)域(RA)內(nèi)的特定節(jié)點(diǎn)——第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)(F1)發(fā)送包括要散發(fā)的信息在內(nèi)的單播消息，所述方法的特征在于，所述相關(guān)區(qū)域(RA)內(nèi)接收由發(fā)起方節(jié)點(diǎn)(O)向第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)(F1)發(fā)送的消息的其他節(jié)點(diǎn)(C1、C2、C3)分別挑選轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程來(lái)將所述消息單播重傳至挑選出的轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述相關(guān)區(qū)域(RA)是由 發(fā)起方節(jié)點(diǎn)(0)根據(jù)要散發(fā)的信息的類型來(lái)定義的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述相關(guān)區(qū)域(RA) 包括在由發(fā)起方節(jié)點(diǎn)(0)發(fā)送的消息中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，發(fā)起方節(jié)點(diǎn) (0)基于所述相關(guān)區(qū)域(RA)來(lái)定義至少一個(gè)信息傳播方向。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，發(fā)起方節(jié)點(diǎn) (0)定義轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域(FA)，并且，發(fā)起方節(jié)點(diǎn)(0)將所述轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域 (FA)內(nèi)向所述傳播方向具有最大或至少較大正前進(jìn)距離的節(jié)點(diǎn)挑選為第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)(Fl)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)(Fl)在 接收到所述消息后定義轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域，并且，第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)(Fl)將所 述轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)向所述傳播方向具有最大或至少較大正前進(jìn)距離的節(jié)點(diǎn) 挑選為第二轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，重復(fù)消息轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程，直到 達(dá)到所述相關(guān)區(qū)域(RA)的末端為止。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在將所述消息轉(zhuǎn)發(fā)至下一 轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)的每一轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程之后，根據(jù)基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程對(duì)消息執(zhí)行重傳。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通信節(jié)點(diǎn)(N) 布置有用于確定它們的地理位置的裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通信節(jié)點(diǎn)(N) 具有與相鄰節(jié)點(diǎn)的地理位置有關(guān)的更新的信息。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通信節(jié)點(diǎn) (N)發(fā)送周期性的狀態(tài)消息。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中，所述狀態(tài)消息包含與相 應(yīng)通信節(jié)點(diǎn)(N)的位置、速度、運(yùn)動(dòng)方向和/或類似參數(shù)有關(guān)的信息。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通信節(jié)點(diǎn) (N)在混雜模式下操作。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，針對(duì)接收由 發(fā)起方節(jié)點(diǎn)(0)或任何轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)(Fl)發(fā)送的消息的每個(gè)通信節(jié) 點(diǎn)(Cl、 C2、 C3)來(lái)設(shè)置競(jìng)爭(zhēng)周期，所述競(jìng)爭(zhēng)周期與所述節(jié)點(diǎn)(Cl、 C2、 C3)相對(duì)于所述消息的發(fā)送方(0、 Fl)沿傳播方向的前進(jìn)距離 成反比。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，接收由發(fā)起 方節(jié)點(diǎn)(0)或任何轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)(F1)發(fā)送的消息的每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)(C1、 C2、 C3)在接收到所述消息后啟動(dòng)定時(shí)器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)(C1、 C2、 C3)在它的競(jìng)爭(zhēng)周期的結(jié)尾處立即以廣播模式來(lái)重傳所述消息。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中，每個(gè)通信節(jié) 點(diǎn)(N)運(yùn)行計(jì)數(shù)器，每當(dāng)節(jié)點(diǎn)(N)接收到所述消息，所述計(jì)數(shù)器增 大。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，當(dāng)所述競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程涉及的 通信節(jié)點(diǎn)(Cl、 C2、 C3)之一的計(jì)數(shù)器達(dá)到可配置的最大值時(shí)，中斷 所述競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，最大重傳次數(shù)的值由發(fā) 起方節(jié)點(diǎn)(0)根據(jù)要散發(fā)的信息的類型和/或根據(jù)所述轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域(FA) 的大小來(lái)定義。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其中，最大重傳次數(shù)的值 在交通應(yīng)用的情況下被設(shè)置為1 ，在安全應(yīng)用的情況下被設(shè)置為3或被 分配以更大的值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通信網(wǎng)絡(luò)中的信息散發(fā)方法，優(yōu)選地，該方法用在車載自組織網(wǎng)絡(luò)VANET中，其中，通信網(wǎng)絡(luò)(1)包括多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)(N)，多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)(N)知道它們的地理位置，并且，散發(fā)過(guò)程由節(jié)點(diǎn)之一——發(fā)起方節(jié)點(diǎn)(O)通過(guò)以下方式發(fā)起向要將信息散發(fā)至的相關(guān)區(qū)域(RA)內(nèi)的特定節(jié)點(diǎn)——第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)(F1)發(fā)送包括要散發(fā)的信息在內(nèi)的單播消息；所述方法的特征在于，相關(guān)區(qū)域(RA)內(nèi)接收由發(fā)起方節(jié)點(diǎn)(O)向第一轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)(F1)發(fā)送的消息的其他節(jié)點(diǎn)(C1、C2、C3)分別挑選轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)基于定時(shí)器的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程來(lái)將消息單播重傳至挑選出的轉(zhuǎn)發(fā)方節(jié)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101652964SQ200780050847
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2007年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者安德烈亞斯·費(fèi)斯塔格, 漢尼斯·哈騰斯坦, 馬克·托倫特·莫雷諾 申請(qǐng)人:Nec德國(guó)有限公司