車輛自組織網(wǎng)絡中基于接收節(jié)點的視頻傳輸路由方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車輛自組織網(wǎng)絡中基于接收節(jié)點的視頻傳輸路由方法，主要解決現(xiàn)有技術中不能最優(yōu)確定下一跳節(jié)點的問題。其實現(xiàn)步驟為：1)所有節(jié)點初始化轉(zhuǎn)發(fā)角和時間間隔門限，有數(shù)據(jù)發(fā)送的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包；2)收到數(shù)據(jù)包的節(jié)點判斷自己是否為目的節(jié)點，若是，則路由結束；否則繼續(xù)判斷是否位于轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)，若是，則利用位置信息、鏈路質(zhì)量和業(yè)務負載確定等待時間；3)當?shù)却龝r間到達時節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，收到其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包的節(jié)點放棄對數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)；4)上一跳節(jié)點根據(jù)數(shù)據(jù)包連續(xù)兩次轉(zhuǎn)發(fā)的時間間隔和被轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)，動態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)發(fā)域大小。本發(fā)明能夠確定最佳下一跳節(jié)點，降低傳輸時延，提高投遞率，可用于節(jié)點間的視頻傳輸。
【專利說明】車輛自組織網(wǎng)絡中基于接收節(jié)點的視頻傳輸路由方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術領域】，主要涉及車輛自組織網(wǎng)絡VANET中的路由方法，可用于給定兩個節(jié)點之間進行視頻傳輸共享。
【背景技術】
[0002]VANET是一種面向服務和面向用戶的自組織網(wǎng)絡，通過車輛間以及車輛與路邊設備之間的通信為用戶提供各種服務，其主要分為以下三種:安全型服務、便利型服務和娛樂型服務。在以上三種應用中，視頻圖像的傳輸有著不可小覷的作用。圖像視頻可以提供更精確的信息。更重要的一點在于，圖像視頻的容錯性相對于文本信息要高很多。由于無線信道本身存在的不穩(wěn)定問題，在傳輸過程中出現(xiàn)丟包現(xiàn)象是非常常見的，比如若僅僅傳輸通過文字來傳輸安全型信息，則一個數(shù)據(jù)包的丟失可能造成完全相反的含義，其所造成的后果是不可估量的。由此，在VANET中設計一個能夠保證較低時延和較小丟包的視頻傳輸路由協(xié)議尤為重要。
[0003]然而，VANET本身存在的一些特點并不適合于包含大量信息的視頻數(shù)據(jù)包的傳輸，最大的一個挑戰(zhàn)是節(jié)點高動態(tài)變化?；诮邮展?jié)點的路由協(xié)議被認為更加適合于進行視頻傳輸相比于基于發(fā)送節(jié)點的路由協(xié)議，因為它能夠更好的適應高動態(tài)的場景，并且不需要進行HELLO消息的交互,不需要維護鄰節(jié)點列表。V3 (Vehicle-to-Vehicle live Videostreaming)協(xié)議中節(jié)點判斷自己是否位于轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)，所有位于轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)的節(jié)點都可以作為下一跳節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。這樣存在的一個問題是，通常情況下會存在大量節(jié)點位于轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)，即多點中繼的情況出現(xiàn)概率非常大。Fast Triggering協(xié)議引入了等待時間的概念，每個節(jié)點根據(jù)與目的節(jié)點的距離計算自己的等待時間，然后在該時間內(nèi)隨機選擇一個時刻發(fā)送數(shù)據(jù)包。這樣，隨機的選擇時間然后發(fā)送數(shù)據(jù)包很可能會出現(xiàn)一個次優(yōu)的節(jié)點選擇的隨機時間值小于最優(yōu)的節(jié)點的問題。VRTUP(Video Reactive Tracking-based Unicastprotocol)協(xié)議中沿用了等待時間,在一個固定的轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)，由節(jié)點計算各自的等待時間，當?shù)却龝r間消耗之后，節(jié)點直接發(fā)送數(shù)據(jù)包。但是在計算等待時間的時候考慮了節(jié)點與目的節(jié)點的距離以及節(jié)點與上一跳節(jié)點之間的鏈路生存時間。但是在一個固定大小的轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)僅僅考慮鏈路生存時間和位置信息所確定的下一跳節(jié)點通常不是最優(yōu)的，這樣會導致視頻傳輸過程中時延過大并且丟包率增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有協(xié)議中不能最優(yōu)確定下一跳節(jié)點的不足，提出一種車輛自組織網(wǎng)絡中基于接收節(jié)點的視頻傳輸路由方法，以避免出現(xiàn)由于固定的轉(zhuǎn)發(fā)域而導致的轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)節(jié)點過多或者沒有滿足條件的下一跳節(jié)點出現(xiàn)，減小視頻傳輸過程中時延和丟包率。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明目的技術方案包括如下步驟:
[0006](I)網(wǎng)絡中所有節(jié)點將自己的轉(zhuǎn)發(fā)角Θ初始化為60°，并根據(jù)網(wǎng)絡場景配置設置數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時間間隔門限Tth;
[0007](2)需要發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點S，將所要發(fā)送的數(shù)據(jù)包以廣播的形式發(fā)送出去；
[0008](3)所有收到發(fā)送數(shù)據(jù)包的節(jié)點sn，首先判斷自己是否是目的節(jié)點，若是，則發(fā)送標志數(shù)據(jù)包被成功接收的控制分組，路由結束；否則，判定自己是否位于轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)，若在轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)，則執(zhí)行步驟(4)，否則，丟棄該數(shù)據(jù)包；
[0009](4)位于轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)的各個節(jié)點fi，根據(jù)自己所處的當前位置和上一跳節(jié)點s的位置以及目的節(jié)點的位置，計算位置影響因子fge。，其中i>l ;
[0010](5)轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)的各個節(jié)點fi根據(jù)自己的移動速度和上一跳節(jié)點s的移動速度以及該節(jié)點和上一跳節(jié)點s的位置信息，分別計算出本節(jié)點與上一跳節(jié)點s之間的鏈路生存時間Tlink和誤包率PER ；
[0011](6)轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)的各個節(jié)點fi根據(jù)鏈路生存時間和鏈路的誤包率，確定出鏈路質(zhì)量flink:
【權利要求】
1.一種車輛自組網(wǎng)中基于接收節(jié)點的路由方法，其步驟包括如下: (1)網(wǎng)絡中所有節(jié)點將自己的轉(zhuǎn)發(fā)角Θ初始化為60°，并根據(jù)網(wǎng)絡場景配置設置數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時間間隔門限Tth; (2)需要發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點S，將所要發(fā)送的數(shù)據(jù)包以廣播的形式發(fā)送出去； (3)所有收到發(fā)送數(shù)據(jù)包的節(jié)點sn，首先判斷自己是否是目的節(jié)點，若是，則發(fā)送標志數(shù)據(jù)包被成功接收的控制分組，路由結束；否則，判定自己是否位于轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)，若在轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)，則執(zhí)行步驟(4)，否則，丟棄該數(shù)據(jù)包； (4)位于轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)的各個節(jié)點fi;根據(jù)自己所處的當前位置和上一跳節(jié)點s的位置以及目的節(jié)點的位置，計算位置影響因子fge。，其中i>l ; (5)轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)的各個節(jié)點A根據(jù)自己的移動速度和上一跳節(jié)點s的移動速度以及該節(jié)點和上一跳節(jié)點s的位置信息，分別計算出本節(jié)點與上一跳節(jié)點s之間的鏈路生存時間Tlink和誤包率PER ； (6)轉(zhuǎn)發(fā)域內(nèi)的各個節(jié)點A根據(jù)鏈路生存時間和鏈路的誤包率，確定出鏈路質(zhì)量flink:

2.根據(jù)權利要求1所述的車輛自組網(wǎng)中基于接收節(jié)點的路由方法，其中步驟(4)所述的求解位置影響因子fge。，按如下公式計算:
3.根據(jù)權利要求1所述的車輛自組網(wǎng)中基于接收節(jié)點的路由方法，其中所述步驟(5)中計算本節(jié)點與上一跳節(jié)點s之間的鏈路生存時間Tlink，通過如下公式計算:
R2 = ((Xih+Vih-x X Tlink)-(Xr+vr_x X Tlink))2+
((yih+vih-y X TliJ - (yr+vr_y X τlink))2，

其中，R表示節(jié)點的通信范圍，取值為250米，xlh表示上一跳節(jié)點s的位置的橫坐標，ylh表示上一跳節(jié)點s的位置的縱坐標，xr表示當前節(jié)點位置的橫坐標，yr表示當前節(jié)點位置的縱坐標，vlh_x表示上一跳節(jié)點s的X軸速度分量，Vlhj表示上一跳節(jié)點s的y軸速度分量，Vr x表示當前節(jié)點的X軸速度分量，Vr y表示當前節(jié)點的y軸速度分量。
4.根據(jù)權利要求1所述的車輛自組網(wǎng)中基于接收節(jié)點的路由方法，其中所述步驟(5)中計算本節(jié)點與上一跳節(jié)點s之間的鏈路誤包率PER，其計算公式如下:
PER = 1-(1-BER)1, 其中，L為數(shù)據(jù)包中包含的比特數(shù)；BER表示誤比特率，其通過Q函數(shù)計算，即:

5.根據(jù)權利要求1所述的車輛自組網(wǎng)中基于接收節(jié)點的路由方法，其中所述步驟(9)中計算數(shù)據(jù)包連續(xù)兩次轉(zhuǎn)發(fā)的時間間隔Tint，通過如下公式計算:
Tint=t2-tl, 其中，tl為上一跳節(jié)點s發(fā)送數(shù)據(jù)包的時刻，t2為上一跳節(jié)點記錄的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點第一次轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包的時刻。
【文檔編號】H04W84/18GK103888848SQ201410119302
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權日:2014年3月27日
【發(fā)明者】李長樂, 高鳴宇, 王鑫, 陳云, 朱麗娜 申請人:西安電子科技大學