一種基于gps位置分發(fā)確認信息的車載網(wǎng)絡緩存清理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于GPS位置分發(fā)確認信息的車載網(wǎng)絡緩存清理方法，在V2V通信過程中，當攜帶確認信息ACK的車載節(jié)點與數(shù)據(jù)包承載節(jié)點相遇時，可將冗余數(shù)據(jù)包從數(shù)據(jù)包承載節(jié)點中清理掉。在V2I通信過程中，路邊單元首先收集與其通信的車輛所攜帶的確認信息ACK；然后獲取并分析數(shù)據(jù)包承載節(jié)點的GPS地理位置；再依據(jù)數(shù)據(jù)包在各個前行方向的車載節(jié)點上的分布情況；最后將確認信息ACK分發(fā)到各個前行方向的車載節(jié)點上。本發(fā)明提出的方法通過確認信息ACK的分發(fā)，提高了確認信息ACK傳輸?shù)竭_數(shù)據(jù)包承載節(jié)點的效率，在保證快速清理冗余數(shù)據(jù)包的同時，極大地降低了確認信息ACK在車載節(jié)點上的傳輸開銷，提升緩存利用率。
【專利說明】一種基于GPS位置分發(fā)確認信息的車載網(wǎng)絡緩存清理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車載網(wǎng)絡中的緩存清理方法，更特別地說，是指一種基于GPS位置分發(fā)確認信息來優(yōu)化數(shù)據(jù)包傳輸?shù)能囕d網(wǎng)絡中車載節(jié)點的緩存清理方法。
【背景技術】
[0002]車載網(wǎng)絡是由裝載在車輛上的大量具備感知、數(shù)據(jù)處理、存儲和無線通信能力的傳感器節(jié)點構成的移動自組織網(wǎng)絡，旨在通過車車通信(vehicle to vehicle,V2V)以及車輛與路邊基礎設施(稱為路邊單元)通信(vehicle to infrastructure, V2I),在車輛間協(xié)作地感知、處理和傳輸城市區(qū)域內(nèi)的各種信息(醫(yī)院、學校、大廈、地鐵、寫字樓、酒店數(shù)據(jù)內(nèi)容等統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)包)，其優(yōu)勢體現(xiàn)在由于車輛的移動性而達到的廣泛覆蓋，拓展了信息獲取的范圍和深度，同時簡化了大規(guī)模的網(wǎng)絡部署。車載網(wǎng)絡具有車載節(jié)點高速移動、存儲空間有限、車輛運動有規(guī)律性等特點。車載網(wǎng)絡應用范圍廣泛，可用于安全預警、協(xié)助駕駛、分布式交通信息發(fā)布、車輛信息共享與娛樂等多種智慧服務。關于V2V以及V2I通信模式請參考文獻6。
[0003]在車載網(wǎng)絡中，每個車輛稱為一個車載節(jié)點。車載節(jié)點的緩存空間是有限，如何高效地利用有限的緩存空間實現(xiàn)更多的數(shù)據(jù)包傳輸便成為車載網(wǎng)絡研究中的一個關鍵性問題。作為車載網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包傳輸技術的核心，車載網(wǎng)絡的路由策略通常分為復制和轉發(fā)兩大類，其中基于復制策略的路由協(xié)議，如Epidemic協(xié)議、Spray and Wait協(xié)議等。復制策略利用數(shù)據(jù)包的多副本傳輸，實現(xiàn)了低延遲的數(shù)據(jù)通信，但也產(chǎn)生了其最重要的缺陷，即車載網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)包冗余。如何有效地清理掉數(shù)據(jù)包承載節(jié)點(除目的車載節(jié)點外，數(shù)據(jù)包傳輸路徑上的車載節(jié)點)攜帶的冗余數(shù)據(jù)包，是車載網(wǎng)絡緩存管理策略的重要研究內(nèi)容。
[0004]由于車載網(wǎng)絡連接易斷、連接時間短，傳統(tǒng)網(wǎng)絡模型的確認機制不能很好地實現(xiàn)車載網(wǎng)絡中車載節(jié)點的緩存清理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明方法旨在解決在減小傳輸開銷的前提下實現(xiàn)確認信息ACK (由目的車載節(jié)點產(chǎn)生的)的快速傳輸，同時提高傳輸?shù)挠行?，避免無效傳輸對車載節(jié)點緩存及車載網(wǎng)絡帶寬的浪費。為增加車載網(wǎng)絡節(jié)點中的可用緩存空間，提升緩存利用率，本發(fā)明提出一種基于GPS位置分發(fā)確認信息的車載網(wǎng)絡緩存清理方法。該方法在車車通信(V2V)和車輛與路邊單元通信(V2I)過程中，利用數(shù)據(jù)包承載節(jié)點的GPS位置信息，來提高確認信息ACK傳輸?shù)挠行裕瑴p小確認信息ACK傳輸增加的車載網(wǎng)絡傳輸開銷，實現(xiàn)冗余數(shù)據(jù)包的快速清理，從而釋放出車載節(jié)點的可用緩存空間。
[0006]本發(fā)明在V2V通信過程中的具體處理步驟為:
[0007]步驟V2V -1:節(jié)點間身份摘要交換
[0008]步驟V2V— 11:第一節(jié)點A將PJa中A-1數(shù)據(jù)包的身份/T'//)'、J-2數(shù)據(jù)包Pl的身份
【權利要求】
1.一種基于GPS位置分發(fā)確認信息的車載網(wǎng)絡緩存清理方法，其特征在于:在V2V通信過程中，當攜帶確認信息ACK的車載節(jié)點與數(shù)據(jù)包承載節(jié)點相遇時，可將冗余數(shù)據(jù)包從數(shù)據(jù)包承載節(jié)點中清理掉；在V2I通信過程中，路邊單元首先收集與其通信的車輛所攜帶的確認信息ACK ;然后獲取并分析數(shù)據(jù)包承載節(jié)點的GPS地理位置；再依據(jù)數(shù)據(jù)包在各個前行方向的車載節(jié)點上的分布情況；最后將確認信息ACK分發(fā)到各個前行方向的車載節(jié)點上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于GPS位置分發(fā)確認信息的車載網(wǎng)絡緩存清理方法，其特征在于:在V2V通信過程中的具體處理步驟為: 步驟V2V -1:節(jié)點間身份摘要交換 步驟V2V — 11:第一節(jié)點A將PJa中A-1數(shù)據(jù)包1?的身份PUIDi1、數(shù)據(jù)包P】的身份……、?數(shù)據(jù)包g的身份PtZ/D:；?生成第一節(jié)點A的第一身份摘要ZYDa -\PU/D\.rU/D],-,PU!D:\，發(fā)送給第二節(jié)點 B，執(zhí)行步驟 V2V — 22 ； 步驟V2V — 12:第二節(jié)點B將PJb中B-1數(shù)據(jù)包巧的身份PUIDl、BjI數(shù)據(jù)包.?2的身份Pi/iD〗、. 、B-e數(shù)據(jù)包％的身份/?///?，生成第二節(jié)點B的第二身份摘要ZYDb = {PUIDl,PUID2b,-,PUID；}，發(fā)送給第一節(jié)點 A，執(zhí)行步驟 V2V — 21 ; 步驟V2V - 2:節(jié)點間請求補缺數(shù)據(jù) 步驟V2V — 21:第一節(jié)點A接收到第二節(jié)點B的第二身份摘要ZYDb后，進行數(shù)據(jù)包身份匹配；第一節(jié)點A的數(shù)據(jù)包身份匹配是指，找出存在于第二數(shù)據(jù)摘要ZYDb中且不存在于第一數(shù)據(jù)摘要ZYDa中的數(shù)據(jù)包的身份，生成第一請求信息QQD4 = {QQPUlDl^ -,QQPUID^a];然后，第一節(jié)點 A 將第一請求信息QQDa發(fā)送給第二節(jié)點B，執(zhí)行步驟V2V - 32 ； 步驟V2V — 22:第二節(jié)點B接收到第一節(jié)點A的第一身份摘要ZYDa后，進行數(shù)據(jù)包身份匹配；第二節(jié)點B的數(shù)據(jù)包身份匹配是指，找出存在于第一數(shù)據(jù)摘要ZYDa中且不存在于第二數(shù)據(jù)摘要ZYDb中的數(shù)據(jù)包的身份，生成第二請求信息QQdb = Iqqpuid1^b ? QQpuid2m ,..., qqpujdj^? }；然后，第二節(jié)點 B 將第二請求信息QQDb發(fā)送給第一節(jié)點A，執(zhí)行步驟V2V - 31 ； 步驟V2V - 3:節(jié)點間傳輸數(shù)據(jù)包 步驟V2V — 31:第一節(jié)點A接收到第二節(jié)點B的第二請求信息QQDb后，第一節(jié)點A將第二節(jié)點B的標識號B，分別加入到QQPL8、QQP2i^a、……、QQF^s在PJa中所對應的數(shù)據(jù)包承載節(jié)點集中；然后，第一節(jié)點A生成第一數(shù)據(jù)傳輸包CSD^li = [QQPL8,QQPL8,-,QQPLh]，第一節(jié)點 A 將 CSDA—B 發(fā)送給第二節(jié)點 B，執(zhí)行步驟 V2V — 45 ； 步驟V2V — 32:第二節(jié)點B接收到第一節(jié)點A的第一請求信息QQDa后，第二節(jié)點B將第一節(jié)點A的標識號A，分別加入到、QQf3L,、……、QQPL—4在PJb中所對應的數(shù)據(jù)包承載節(jié)點集中；然后，第二節(jié)點B生成第二數(shù)據(jù)傳輸包
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于GPS位置分發(fā)確認信息的車載網(wǎng)絡緩存清理方法，其特征在于:在V2I通信過程中的具體處理步驟為: 步驟V21-1:路邊單元收集確認信息 步驟V21- 101:第三路邊單元R向通信節(jié)點集RCNJk中的所有節(jié)點廣播確認信息收集消息SJDk，執(zhí)行步驟V21- 102 ；步驟V21- 102:第三路邊單元R的任意一個通信節(jié)點收到確認信息收集消息SJDk后，tCWi將它所攜帶的確認信息集發(fā)送給第三路邊單元R，執(zhí)行步驟V2I —步驟V21- 103:若通信節(jié)點集RCNJk中尚有通信節(jié)點未執(zhí)行完成步驟V2I — 102，則返回執(zhí)行步驟V21- 102，遍歷通信節(jié)點集RCNJk中所有通信節(jié)點；否則，執(zhí)行步驟V2I —201 ； 步驟V21- 2:路邊單元匯總確認信息 步驟V21- 201:第三路邊單元R對收到的任意一個確認信息集，執(zhí)行步驟V21- 202 ； 步驟V21- 202:對于任意一個確認信息集中的任意一個確認信息ACKx，若RACKJk含有對應的數(shù)據(jù)包身份為ACKUIDx的確認信息JCA:，則更新ACK;的確認信息承載節(jié)點集為Hi(HC4、w) = dOQ—(JOiC4>u』CXC4,更新的確認信息個數(shù)為ACKKCPsbv ) - ACKft(CP) + CPx ;否則，將 ACKx 加入 RACKJk 中，執(zhí)行步驟 V2I — 203 ； 步驟V21- 203:若任意一個確認信息集中尚有確認信息未執(zhí)行完成步驟V2I — 202，則返回執(zhí)行步驟V2I — 202,遍歷確認信息集ACKJ腳、中所有確認信息;否則，執(zhí)行步驟V2I — 204 ； 步驟V21- 204:若第三路邊單元R從通信節(jié)點集RCNJk收到的確認信息集中尚有未執(zhí)行完成步驟V21- 201，則返回執(zhí)行步驟V21- 201，遍歷通信節(jié)點集RCNJk中所有通信節(jié)點；否則，執(zhí)行步驟V21- 301 ； 步驟V2I — 3:路邊單兀分發(fā)確認信息 步驟V21- 301:對于通信節(jié)點集RCNJk中的任意一個通信節(jié)點i?OV〖，第三路邊單元R將的前行方向與道路方向集RFDJk進行方向匹配，找到與/^?.4相同的道路方向腳;，將廳;加入卿;的道路方向節(jié)點集中，執(zhí)行步驟V2I — 302 ； 步驟V21- 302:若通信節(jié)點集RCNJk中尚有通信節(jié)點未執(zhí)行完成步驟V2I — 301，則返回執(zhí)行步驟V21- 301，遍歷通信節(jié)點集RCNJk中所有通信節(jié)點；否則，執(zhí)行步驟V2I —303 ； 步驟V2I — 303:對于存儲的確認信息集RACKJk中的任意一個確認信息/iCK',第三路邊單元R獲取的確認信息承載節(jié)點集/IOrCI中所有確認信息承載節(jié)點的 GPS 位置信息，生成 GPS 位置集 GPSJ: = \GPSKVAyi”GPSKC f、GPSK咐,};構造確認信息承載節(jié)點方向個數(shù)集—/ = {PDCPf,PDCP:'2^ -?PDCPr },其中，F(xiàn)DCP；\ FDCPf、……、FDCTr*的初始值均為0 ;執(zhí)行步驟v2I —304 ； FZX’/T1表示的確認信息承載節(jié)點在第一道路方向/?/--上的節(jié)點個數(shù)； FDCP:.2表示的確認信息承載節(jié)點在第二道路方向/?/--上的節(jié)點個數(shù)； FDCd'ACK';的確認信息承載節(jié)點在第ο道路方向—!^上的節(jié)點個數(shù)，也稱為的確認信息承載節(jié)點在任意一個道路方向上的節(jié)點個數(shù)。 步驟V2I 一 304:對于任意一個確認信息的任意一個確認信息承載節(jié)點KCANw/ ,根據(jù)KCAN';ts的GPS位置GPSkcm:,和路邊單元的位置信息RGPSK，構造從第三路邊單元R到KCANf的方向矢量FSL!“k，計算得到道路方向集






4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于GPS位置分發(fā)確認信息的車載網(wǎng)絡緩存清理方法，其特征在于:該車載網(wǎng)絡緩存清理方法同步進行V2V通信和V2I通信。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于GPS位置分發(fā)確認信息的車載網(wǎng)絡緩存清理方法，其特征在于:該車載網(wǎng)絡緩存清理方法能夠提高確認信息ACK傳輸?shù)竭_數(shù)據(jù)包承載節(jié)點的效率，在保證快速清理冗余數(shù)據(jù)包的同時，降低了確認信息ACK在車載節(jié)點上的傳輸開銷。
【文檔編號】H04W28/06GK103476060SQ201310424180
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月8日 優(yōu)先權日:2013年9月8日
【發(fā)明者】唐曉嵐, 蒲菊華, 高洋, 劉偉, 謝曉輝, 熊璋 申請人:北京航空航天大學深圳研究院