本發(fā)明涉及車輛自組織網(wǎng)絡(luò)vanet(vehicleadhocnetwork)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由方法。

背景技術(shù)：

vanet是一種由具有無線通信能力的可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成、不需要基礎(chǔ)設(shè)施支持的無線通信系統(tǒng)。在vanet中，所有車輛節(jié)點(diǎn)地位平等，車輛自身充當(dāng)路由器并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，通過協(xié)作實(shí)現(xiàn)與其它節(jié)點(diǎn)的相互通信；同時(shí)，由于車輛節(jié)點(diǎn)可移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂袆?dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)。由于vanet具有節(jié)點(diǎn)移動(dòng)、拓?fù)渥兓?、自組織等特點(diǎn)，使得vnaet網(wǎng)絡(luò)中的分布式應(yīng)用有別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的信息分發(fā)方式，并且需要更先進(jìn)的通信技術(shù)。

基于地理位置的路由協(xié)議及其方法具有高效、可靠和健壯性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此是一種適合vnaet中分布式應(yīng)用的通信技術(shù)，近年來受到人們的持續(xù)關(guān)注。

mjerbi等人于2006年在文獻(xiàn)improvedgreedytrafficawareroutingprotocolforvehicularadhocnetworksincityenvironments，internationalworkshoponvehicularadhocnetworks，2006:88-89提出了一種路由轉(zhuǎn)發(fā)算法gytar，每個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)預(yù)先裝載能提供街道級(jí)圖的電子地圖，通過電子地圖車輛節(jié)點(diǎn)能夠獲取到自己所在路段、自己的位置、本路段與其他路段相交的路口位置。該算法假設(shè)所有參與算法的車輛節(jié)點(diǎn)均可以感知到交通密度(兩個(gè)相鄰路口之間的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，例如圖1中jc與j1之間的車輛節(jié)點(diǎn)數(shù)量)。這個(gè)交通密度可以很容易地從路口附近布設(shè)的交通傳感器節(jié)點(diǎn)中獲取到，也可以通過部署在所有節(jié)點(diǎn)中一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。

gytar分為兩個(gè)部分，第一部分確定數(shù)據(jù)包將經(jīng)過的下一個(gè)相鄰路口，此路口為數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過才能達(dá)到目的地的相鄰路口，例如圖1所示，假設(shè)數(shù)據(jù)包要從路口jc到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)d，當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)jc時(shí)，需要先確定下一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)路口，那么由于路口j1和路口j1都與路口jc相鄰備選路口，都是備選路口，第二部分，改進(jìn)了經(jīng)典的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)算法，將此改進(jìn)后的算法用于相鄰兩個(gè)路口之間的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，從備選路口中確定必經(jīng)路口。據(jù)此，數(shù)據(jù)包能在城市環(huán)境下找到一條足夠健壯的路由通往目的節(jié)點(diǎn)。該方案中，所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)依據(jù)交通密度狀況和與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離來動(dòng)態(tài)地計(jì)算，依次選擇數(shù)據(jù)包必經(jīng)的下一個(gè)個(gè)路口。

每個(gè)與當(dāng)前路口相鄰的路口均會(huì)依據(jù)下面公式被計(jì)分：

score(j)＝α×[1-dp]+β×[min(navg/ncon,1)](1)

式中，dp為候選路口與目的節(jié)點(diǎn)之間的距離與當(dāng)前路口與目的節(jié)點(diǎn)之間的距離的比值；α和β分別為距離權(quán)重因子和密度權(quán)重因子，兩者相加之和為1；navg是每個(gè)定義單元的平均車輛節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；ncon表示在保持聯(lián)通度的前提下每個(gè)定義單元的理想車輛節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

通過上式計(jì)算與當(dāng)前路口相鄰的各個(gè)路口的得分，將得分最高的路口作為數(shù)據(jù)包的必經(jīng)路口來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。當(dāng)下一個(gè)路口確定之后，每個(gè)待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包就被標(biāo)注上這個(gè)必經(jīng)路口的信息，同時(shí)通過鄰居節(jié)點(diǎn)信息表，每個(gè)參與轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點(diǎn)都會(huì)保持有鄰居節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前位置、速度和方向信息，并且可以通過周期性交換的hello數(shù)據(jù)包進(jìn)行更新。因此，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)在收到數(shù)據(jù)包的時(shí)候，可以根據(jù)鄰居信息表中記錄的信息預(yù)測出所有鄰居的當(dāng)前位置，然后做出更合理的轉(zhuǎn)發(fā)選擇。

根據(jù)研究，上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足包括：在選擇下一個(gè)數(shù)據(jù)包必經(jīng)的路口的時(shí)候，沒有考慮車輛節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)方向。這就導(dǎo)致雖然可以確保選擇到交通密度較高的路口，但是形成高密度的節(jié)點(diǎn)包括了駛離目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的車輛。因此這種情況下的丟包率得不到很好地控制，進(jìn)而數(shù)據(jù)包的成功投遞率較低，端到端的時(shí)延也隨之增加；在路口之間傳遞數(shù)據(jù)包時(shí)候，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)也沒有考慮車輛的移動(dòng)方向問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包遭遇局部最優(yōu)的問題更加突出，從而降低路由算法的性能。

因此，bilal,s.,madani,s.a.,&khan,i.于2011年在文獻(xiàn)enhancedjunctionselectionmechanismforroutingprotocolinvanet.internationalarabjournalofinformationtechnology,8(4),422-429中提出了e-gytar算法，其基本原理和主要操作與gytar方案類似，改進(jìn)之處主要在于：提出了方向密度的概念，在選擇數(shù)據(jù)包必經(jīng)的下一路口時(shí)候，不僅考慮交通密度，同時(shí)考慮車輛的移動(dòng)方向，使得計(jì)算出的必經(jīng)路口更合理，減少了數(shù)據(jù)包投遞過程中由于車輛節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)引起鏈接斷開導(dǎo)致的丟包現(xiàn)象。

e-gytar算法改進(jìn)了gytar算法的主要不足，但卻仍存在以下技術(shù)問題：

在使用公式(1)計(jì)算候選路口分值的時(shí)候，由于使用的dp這個(gè)比值不能準(zhǔn)確反映道路的形態(tài)，導(dǎo)致錯(cuò)過最佳路口。一個(gè)很顯然的列子如圖1所示。jc是當(dāng)前路口，按照公式(1)計(jì)算，路口j1的分值會(huì)高于路口j2，然而jc可以直接把數(shù)據(jù)包交給路口j2，卻要經(jīng)過兩跳轉(zhuǎn)發(fā)才可以把數(shù)據(jù)包交給路口j1。這種情況在城市道路環(huán)境中是經(jīng)常存在的，由此帶來的數(shù)據(jù)包投遞的端到端時(shí)延的急劇增加極大地破壞了路由性能。

為了計(jì)算方向密度，額外增加了cdp數(shù)據(jù)包，控制信息增加，導(dǎo)致占用了有限的帶寬，同時(shí)也增加了計(jì)算量，降低了路由性能。

在路口之間傳遞數(shù)據(jù)包的時(shí)候，采用加強(qiáng)的貪婪算法尋找轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，這種方法總是會(huì)選取在地理位置上離發(fā)送節(jié)點(diǎn)最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)作為下一跳，然而因?yàn)闊o線電波的特點(diǎn)，這樣的節(jié)點(diǎn)通信的穩(wěn)定性是得不到保障的。因此，路由常常會(huì)因此而中斷，導(dǎo)致丟包率增加，降低了路由算法的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由方法。

本發(fā)明的一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由方法，如圖3所示，從與當(dāng)前位置相鄰的備選路口位置中確定數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置，當(dāng)前位置的車輛節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述從與當(dāng)前位置相鄰的備選路口位置中確定數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置，包括：計(jì)算各個(gè)與當(dāng)前路口位置相鄰的備選路口位置的評(píng)估得分，選擇評(píng)估得分最高的備選路口位置為數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置。

優(yōu)選地，所述計(jì)算各個(gè)與當(dāng)前位置相鄰的備選路口位置的評(píng)估得分，包括：

其中，score(jn)表示與當(dāng)前位置相鄰的備選路口位置jn的評(píng)估得分，dcd表示當(dāng)前路口位置jc和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置d之間的歐幾里德距離，dnd表示從jn到d的沿道路形態(tài)的路徑長度；dcn表示從jc到j(luò)n的沿道路形態(tài)的路徑長度；navg表示平均車輛密度；ncon表示能提供節(jié)點(diǎn)之間良好的連接度的理想車輛密度；α和β分別表示距離權(quán)重因子和密度權(quán)重因子，且α+β＝1。

優(yōu)選地，所述當(dāng)前位置的車輛節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)，包括：當(dāng)前位置的車輛節(jié)點(diǎn)更新數(shù)據(jù)包頭，將數(shù)據(jù)包廣播出去，收到數(shù)據(jù)包廣播的車輛節(jié)點(diǎn)確定自己是否處于候選轉(zhuǎn)發(fā)集中，從候選轉(zhuǎn)發(fā)集中確定一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)更新數(shù)據(jù)包后廣播出去，直到數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包。

優(yōu)選地，所述更新數(shù)據(jù)包頭包括，將數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置和離此路口車輛節(jié)點(diǎn)最近的鄰居車輛節(jié)點(diǎn)的位置附加到數(shù)據(jù)包包頭中。

優(yōu)選地，所述收到數(shù)據(jù)包廣播的車輛節(jié)點(diǎn)確定自己是否處于候選轉(zhuǎn)發(fā)集中包括：

其中，longn和latn是收到數(shù)據(jù)包廣播的車輛節(jié)點(diǎn)的經(jīng)度和緯度，longb和latb分別是離收到數(shù)據(jù)包廣播的車輛節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的經(jīng)度和緯度，r是無線傳輸?shù)男盘?hào)覆蓋范圍。

優(yōu)選地，所述從候選轉(zhuǎn)發(fā)集中確定一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)包括：從候選轉(zhuǎn)發(fā)集中選擇離數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置最近的車輛節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述從候選轉(zhuǎn)發(fā)集中確定一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)包括：候選轉(zhuǎn)發(fā)集中的車輛節(jié)點(diǎn)分別設(shè)定一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的定時(shí)先到達(dá)且定時(shí)到達(dá)之前沒有收到序號(hào)相同的數(shù)據(jù)包的車輛節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選地，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長采用以下方式設(shè)定：

其中，tn是候選轉(zhuǎn)發(fā)集中的車輛節(jié)點(diǎn)n的定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長，cn是當(dāng)前車輛節(jié)點(diǎn)與候選轉(zhuǎn)發(fā)集中的車輛節(jié)點(diǎn)n之間的距離，bn是離數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置最近的車輛節(jié)點(diǎn)和候選轉(zhuǎn)發(fā)集中的車輛節(jié)點(diǎn)n之間的距離，rt是重傳定時(shí)器。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)包未設(shè)置forwarderlist字段和fwdlistsize字段，所述forwarderlist代表轉(zhuǎn)發(fā)集的內(nèi)容，所述fwdlistsize為forwarderlist的大小。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)路口選擇示例圖；

圖2為本發(fā)明路口車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由方法路口間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)確定示例圖；

圖3為本發(fā)明路口車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由方法流程示意圖；

圖4為現(xiàn)有路口車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由方法數(shù)據(jù)包包頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明路口車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由方法數(shù)據(jù)包包頭結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由方法，假設(shè)模擬場景如圖1所示，假設(shè)數(shù)據(jù)包處于當(dāng)前位置jc的車輛節(jié)點(diǎn)，存在兩個(gè)備選路口位置j1和j2(當(dāng)然也可能存在多個(gè)備選路口，對(duì)于存在多個(gè)備選路口的情形，本發(fā)明也同樣適用)，需要將數(shù)據(jù)包經(jīng)過j1和j2轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送到目的地d。本發(fā)明當(dāng)前位置既可能在路口位置也可能不在路口位置，不管當(dāng)前位置是否在路口位置，都可以獲知數(shù)據(jù)包可可能經(jīng)過的下一個(gè)備選路口位置。

首先，從與當(dāng)前位置相鄰的備選路口位置中確定數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置。即是說，當(dāng)前位置jc此時(shí)需要確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的路口位置，因?yàn)榇藭r(shí)存在兩個(gè)或多個(gè)備選路口位置(例如圖1中j1和j2)，需要從兩個(gè)或多個(gè)備選路口位置中確定一個(gè)路口位置來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

可選地，計(jì)算各個(gè)與當(dāng)前位置相鄰的備選路口位置的距離，選擇距離最短的備選路口位置作為數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置，來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。但此距離最短并不能確保當(dāng)前位置與目的地d之間沿道路形態(tài)的距離最短，也不能確保當(dāng)前位置的車輛節(jié)點(diǎn)與目的地d的車輛節(jié)點(diǎn)之間具備數(shù)據(jù)通信的可用鏈路，這為數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地d的車輛節(jié)點(diǎn)造成了極大不確定性。

優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例計(jì)算各個(gè)與當(dāng)前位置相鄰的備選路口位置的評(píng)估得分，選擇評(píng)估得分最高的備選路口位置為數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置，來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

可選地，所述計(jì)算各個(gè)與當(dāng)前位置相鄰的備選路口位置的評(píng)估得分，包括：

公式(2)中，score(jn)表示與當(dāng)前位置相鄰的備選路口位置jn的評(píng)估得分，dcd表示當(dāng)前位置jc和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置d之間的歐幾里德距離，dnd表示從jn到d的沿道路形態(tài)的路徑長度；dcn表示從jc到j(luò)n的沿道路形態(tài)的路徑長度；navg表示平均車輛密度；ncon表示能提供節(jié)點(diǎn)之間良好的連接度的理想車輛密度；α和β分別表示距離權(quán)重因子和密度權(quán)重因子，且α+β＝1。

例如在圖1所示的場景中，通過上述方式，當(dāng)前位置jc可以確定數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置為j1。

本實(shí)施例經(jīng)評(píng)估得分最高的節(jié)點(diǎn)被選為下一個(gè)數(shù)據(jù)包必經(jīng)的路口，這種選擇機(jī)制同時(shí)考慮了交通密度和路口的地理位置兩個(gè)因素，使得選擇更合理，算法也具有更好的魯棒性。

特別地，如果當(dāng)前位置發(fā)現(xiàn)沒有相鄰的備選路口，則直接執(zhí)行當(dāng)前位置的車輛節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地d的車輛節(jié)點(diǎn)。

在確定數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例考慮了道路的形態(tài)，通過沿道路形態(tài)的路徑長度而非歐幾里得距離來作為計(jì)算依據(jù)，是基于地理位置的路由算法在城市道路環(huán)境下的重要改進(jìn)。通過這種新機(jī)制，使得基于地理位置的路由協(xié)議在城市道路環(huán)境下具有更好的生存性和更高的性能，數(shù)據(jù)傳輸更加快速高效。

在確定數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置之后，就需要考慮如何將數(shù)據(jù)包從當(dāng)前位置發(fā)送到數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置。也即是說，當(dāng)前位置的車輛節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)。例如在圖1的場景中，就是當(dāng)前位置jc的車輛節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置j1的車輛節(jié)點(diǎn)。

在本發(fā)明中，由于當(dāng)前位置與數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置之間存在多個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)都可以路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，如何確定哪些車輛節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)就是接下來要解決的問題。

例如圖2所示，陰影部分中的黑點(diǎn)代表當(dāng)前位置與數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置之間存在的多個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)(其中包括c、b、n幾個(gè)車輛節(jié)點(diǎn))，目標(biāo)是要將數(shù)據(jù)包從源車輛節(jié)點(diǎn)c發(fā)送到數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)j。

可選地，當(dāng)前位置的車輛節(jié)點(diǎn)可以將數(shù)據(jù)包發(fā)送給離其最近的第一車輛節(jié)點(diǎn)，再由第一車輛節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送給離其最近的第二車輛節(jié)點(diǎn)，依次類推，直到發(fā)送給數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)，但這種方式會(huì)極大增加數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)開銷，效率極低。在選擇車輛節(jié)點(diǎn)時(shí)候，現(xiàn)有的選擇算法可以建立從數(shù)據(jù)包源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條最短的路徑，但是這種思路不能確定該路徑上是否有足夠多的可用車輛節(jié)點(diǎn)來確保數(shù)據(jù)包可以逐跳轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)的做法是由轉(zhuǎn)發(fā)車輛節(jié)點(diǎn)計(jì)算出候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集，并隨數(shù)據(jù)包一起廣播出去，收到廣播包的節(jié)點(diǎn)通過查看自己是否在候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集中，并且通過查看此部分信息來確定自己的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)機(jī)。但是這個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)車輛節(jié)點(diǎn)集列表大大增加了控制消息的開銷。

優(yōu)選地，所述當(dāng)前位置的車輛節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)，包括：當(dāng)前位置的車輛節(jié)點(diǎn)更新數(shù)據(jù)包頭，將數(shù)據(jù)包廣播出去，收到數(shù)據(jù)包廣播的車輛節(jié)點(diǎn)確定自己是否處于候選轉(zhuǎn)發(fā)集中，從候選轉(zhuǎn)發(fā)集中確定一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)更新數(shù)據(jù)包后廣播出去，直到數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包。

所述更新數(shù)據(jù)包頭包括，將數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置和離此路口車輛節(jié)點(diǎn)最近的鄰居車輛節(jié)點(diǎn)的位置附加到數(shù)據(jù)包包頭中。

為便于區(qū)別，體現(xiàn)本發(fā)明的改進(jìn)及有益效果，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)包的包頭結(jié)構(gòu)802.11pheader如圖4所示，說明如下，dest和source分別為數(shù)據(jù)包的源節(jié)點(diǎn)和最終目的節(jié)點(diǎn)；pktnum為數(shù)據(jù)包編號(hào)，用于判斷收到的數(shù)據(jù)包是否是重復(fù)的；speed和location為當(dāng)前發(fā)送該數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)的行駛速度和地理位置信息；fwdlistsize為forwarderlist的大小，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓趧?dòng)態(tài)變化，所以數(shù)據(jù)包每次發(fā)送節(jié)點(diǎn)時(shí)候所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都可能不一樣，因此處于轉(zhuǎn)發(fā)集forwarderlist中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)也可能不一樣，故每個(gè)數(shù)據(jù)包中forarderlist域，不僅內(nèi)容不一樣，長度也不一樣，所以需要一個(gè)專門的fwdlistsize字段來說明其大??；payloadlen是所發(fā)送數(shù)據(jù)的長度；checksum是對(duì)頭部做校驗(yàn)用的校驗(yàn)和字段，因?yàn)檗D(zhuǎn)發(fā)集中的內(nèi)容是每個(gè)節(jié)點(diǎn)判斷自己是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的根據(jù)，因此相對(duì)重要，設(shè)置該校驗(yàn)和字段保證包括轉(zhuǎn)發(fā)集在內(nèi)的整個(gè)包頭部信息的正確性；

根據(jù)上述描述可知，forwarderlist字段代表的是轉(zhuǎn)發(fā)集的內(nèi)容，如前所說，其大小和內(nèi)容都會(huì)隨時(shí)間的變化而變化；在密度較高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，該字段較大，網(wǎng)絡(luò)開銷較大。

基于以上考慮，本發(fā)明重新設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)包的包頭結(jié)構(gòu)802.11pheader，如圖5所示，其中dest是數(shù)據(jù)包的最終目的節(jié)點(diǎn),source是數(shù)據(jù)包的源節(jié)點(diǎn)，thishop是數(shù)據(jù)包來源轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),tarjun是本發(fā)明確定的得分最高的下一個(gè)必經(jīng)路口，bestfor是最遠(yuǎn)鄰居車輛節(jié)點(diǎn)，表示來源轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出的在其鄰居節(jié)點(diǎn)中離數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置車輛節(jié)點(diǎn)最近的車輛節(jié)點(diǎn)位置，tag標(biāo)志了節(jié)點(diǎn)的位置特性，如果來源轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)是路口節(jié)點(diǎn)，該域被置為1，否則被置為0，payloadlen是所發(fā)數(shù)據(jù)的長度，sernum是該數(shù)據(jù)包的序列號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明數(shù)據(jù)包未設(shè)置forwarderlist字段和fwdlistsize字段，不攜帶整個(gè)候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集列表的信息，而設(shè)置最遠(yuǎn)鄰居車輛節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)包來源轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)兩個(gè)字段信息；收到廣播包的所有車輛節(jié)點(diǎn)，通過獲取到的這兩個(gè)信息來自行計(jì)算自己是否在候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集中，從而采取相應(yīng)的措施。

通過forwarderlist字段內(nèi)容的節(jié)省，很大程度上降低了路由控制信息開銷，對(duì)提高路由性能起到機(jī)器重要的作用。

數(shù)據(jù)包的產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)在產(chǎn)生數(shù)據(jù)包的時(shí)候，位于路口的節(jié)點(diǎn)在收到直路段傳來的數(shù)據(jù)包的時(shí)候，啟用公式(2)計(jì)算最佳的數(shù)據(jù)包下一個(gè)必經(jīng)路口，然后更新數(shù)據(jù)包頭部的tarjun字段。位于直路段的節(jié)點(diǎn)，和位于路口的節(jié)點(diǎn)在收到來自路口節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包時(shí)候，均不更新該字段。

收到廣播包的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)包頭部獲取到的thishop和bestfor的內(nèi)容，依據(jù)公式(3)計(jì)算自己是否候選屬于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集。如果自己不在集合中，則丟棄數(shù)據(jù)包，如果在集合中，則按照公式(4)確定自己的轉(zhuǎn)發(fā)定時(shí)器，定時(shí)器到期之前如果沒有再次收到序列號(hào)相同的廣播包，則啟動(dòng)自己的廣播進(jìn)程。

本發(fā)明從數(shù)據(jù)包中刪除了候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集相關(guān)(如圖4的forwarderlist字段和fwdlistsize字段)的信息，極大地減少了控制消息的長度，降低了控制開銷，使車載自組織網(wǎng)絡(luò)中的路由開銷和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)開銷更小、效率更高。

所述收到數(shù)據(jù)包廣播的車輛節(jié)點(diǎn)確定自己是否處于候選轉(zhuǎn)發(fā)集中包括：

公式(3)中，longn和latn分別是收到數(shù)據(jù)包廣播的車輛節(jié)點(diǎn)的經(jīng)度和緯度，longb和latb分別是離收到數(shù)據(jù)包廣播的車輛節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的經(jīng)度和緯度，r是無線傳輸?shù)男盘?hào)覆蓋范圍。

可選地，所述從候選轉(zhuǎn)發(fā)集中確定一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)包括：從候選轉(zhuǎn)發(fā)集中選擇離數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置最近的車輛節(jié)點(diǎn)。

通過公式(3)確定的轉(zhuǎn)發(fā)集為圖2所示的陰影部分。其中c是當(dāng)前車輛節(jié)點(diǎn)，b是其鄰居節(jié)點(diǎn)中離數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置的車輛節(jié)點(diǎn)j最近的車輛節(jié)點(diǎn)。

作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述從候選轉(zhuǎn)發(fā)集中確定一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)包括：候選轉(zhuǎn)發(fā)集中的車輛節(jié)點(diǎn)分別設(shè)定一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的定時(shí)先到達(dá)且定時(shí)到達(dá)之前沒有收到序號(hào)相同的數(shù)據(jù)包的車輛節(jié)點(diǎn)。

可選地，所述定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長采用以下方式設(shè)定：

公式(4)中，tn是候選轉(zhuǎn)發(fā)集中的車輛節(jié)點(diǎn)n的定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長，cn是當(dāng)前車輛節(jié)點(diǎn)與候選轉(zhuǎn)發(fā)集中的車輛節(jié)點(diǎn)n之間的距離，bn是離數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置最近的車輛節(jié)點(diǎn)和候選轉(zhuǎn)發(fā)集中的車輛節(jié)點(diǎn)n之間的距離，rt是重傳定時(shí)器。在仿真實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，根據(jù)ieee802.11p定義的一個(gè)重傳定時(shí)器rt，用于發(fā)送方對(duì)回復(fù)信息的計(jì)時(shí)，該重傳定時(shí)器發(fā)送時(shí)啟動(dòng)，如果該重傳定時(shí)器到期還沒有收到清除發(fā)送/確認(rèn)cts/ack等相應(yīng)回復(fù)，就會(huì)重傳數(shù)據(jù)包。

例如，圖2所示，其中cb是源車輛節(jié)點(diǎn)c和目標(biāo)車輛節(jié)點(diǎn)b(c感知的離j最近的節(jié)點(diǎn))之間的距離，cn是源車輛節(jié)點(diǎn)c和轉(zhuǎn)發(fā)集中的任意一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)n之間的距離,bn是目標(biāo)車輛節(jié)點(diǎn)b和轉(zhuǎn)發(fā)集中的任意一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)n之間的距離。

在兩個(gè)已經(jīng)確定的路口之間，以定時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)方式確定目標(biāo)車輛節(jié)點(diǎn)，但是如果由于車輛節(jié)點(diǎn)密度過大，則會(huì)造成沖突過多，丟包率增加，上述定時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制會(huì)存在較大的沖突。

為避免由于每一次轉(zhuǎn)發(fā)均以距離最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)為目的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致的鏈路不穩(wěn)定性，提高包轉(zhuǎn)發(fā)成功率，同時(shí)減小內(nèi)容消息的端到端時(shí)延，加快數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)一步采用以下貪婪轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

如果一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)連續(xù)多次遭遇超時(shí)重發(fā)，則切換為貪婪轉(zhuǎn)發(fā)方式。超時(shí)重發(fā)是ieee802.11p二層設(shè)置的超時(shí)重傳機(jī)制，如果定時(shí)器到期，還沒有收到接收方發(fā)來的確認(rèn)數(shù)據(jù)。則認(rèn)為接收方?jīng)]有收到，所以就會(huì)重傳數(shù)據(jù)。這個(gè)二層設(shè)置的重傳次數(shù)可以預(yù)定義。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例在路由協(xié)議中提前設(shè)置一個(gè)重傳次數(shù)(小于二層設(shè)置的重傳次數(shù))，比如3次，我們就放棄機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)，切換到貪婪轉(zhuǎn)發(fā)。因?yàn)檫@種超時(shí)，主要是由于車輛節(jié)點(diǎn)密度過高，大量候選節(jié)點(diǎn)集中的節(jié)點(diǎn)同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的沖突導(dǎo)致的，此時(shí)就應(yīng)該停止定時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)而切換為貪婪轉(zhuǎn)發(fā)。

所述貪婪轉(zhuǎn)發(fā)具體包括：采用公式(5)對(duì)連續(xù)多次遭遇超時(shí)重發(fā)的車輛節(jié)點(diǎn)和其鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)分，然后選擇得分最高的節(jié)點(diǎn)來攜帶數(shù)據(jù)包。

score(n)＝m[γ(1-d/l)+λ(v/vmax)](5)

公式(5)中，d是連續(xù)多次遭遇超時(shí)重發(fā)的車輛節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置之間的距離，v是被評(píng)分車輛節(jié)點(diǎn)的速度，l和vmax是數(shù)據(jù)包當(dāng)前所在路段的長度和限速，γ和λ分別是距離權(quán)重因子和速度權(quán)重因子，γ+λ＝1，m是方向因子，如果被評(píng)分車輛節(jié)點(diǎn)移向數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置則為+1，如果駛離數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的下一個(gè)路口位置則為-1。

在車輛節(jié)點(diǎn)密度較低或適中的路段，采用定時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的方式會(huì)提高包轉(zhuǎn)發(fā)率，降低傳輸時(shí)延，但是當(dāng)數(shù)據(jù)包所處路段交通密度較大時(shí)候，廣播數(shù)據(jù)包會(huì)造成大量沖突，導(dǎo)致傳輸時(shí)延增大甚至丟包發(fā)生，則更適宜采用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)方式。

本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)車輛節(jié)點(diǎn)密度來確定采用定時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)還是貪婪轉(zhuǎn)發(fā)，以使得整個(gè)路由機(jī)制既能適用于一般交通狀況場合，也能適用于交通嚴(yán)重?fù)砣膱龊?，最大化地提升路由性能?/p>

以上所舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所舉實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)對(duì)本發(fā)明所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。