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一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:8514974閱讀:292來源:國知局
一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng),適用于城市交通行車,屬于智 能交通系統(tǒng)(ITS)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 車載自組網(wǎng)(VehicularAdhocNetwork,VANET)技術(shù)研究是在假定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境全 連通的情況下進(jìn)行的,但實(shí)際上VANET連通狀況通常具有不穩(wěn)定性,特別是在低密度區(qū)域 內(nèi),通信連接具有偶然性和隨機(jī)性。具體表現(xiàn)為兩個極端特征:當(dāng)車輛密度大時VANET表現(xiàn) 為全連通網(wǎng)絡(luò);當(dāng)區(qū)域車輛密度小時VANET表現(xiàn)為間歇連通的網(wǎng)絡(luò)。某些道路中可能沒有 足夠的車輛支持多跳轉(zhuǎn)發(fā),導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)被分割成孤立網(wǎng)絡(luò)或者孤立節(jié)點(diǎn)。且車輛節(jié)點(diǎn)無 需事先通知頻繁地、動態(tài)地接入和離開網(wǎng)絡(luò),此時網(wǎng)絡(luò)連接具有高度的不可靠性。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中,典型的代表是軍事自組網(wǎng)、野外跟蹤傳感器網(wǎng)絡(luò)W及星際網(wǎng)絡(luò), 他們對延時容忍網(wǎng)絡(luò)值elayTolerantNetwork,DTN)和機(jī)會網(wǎng)絡(luò)(Oppo;rtunistic Networking,ON)兩種網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的提出一定程度上緩解了VANET的間歇連通性,但其節(jié)點(diǎn) 之間也存在不穩(wěn)定的端到端連接;而實(shí)驗(yàn)證明;當(dāng)節(jié)點(diǎn)速度達(dá)到lOOkm/h時,鏈路能夠維持 15s的可能性僅有57%。
[0004] 造成間歇連通網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的原因是多方面的。首先,車輛節(jié)點(diǎn)的移動具有規(guī)律性和 高速移動性,該導(dǎo)致了VANET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁變化,鏈路狀況不穩(wěn)定W及無線信道的不對稱 性等問題;再次,城市高密度建筑群、城市道路規(guī)劃、車輛相對速度和司機(jī)隨機(jī)行為等都是 影響連通性的環(huán)境因素。
[0005] 針對傳統(tǒng)VANET的不足,要求設(shè)計(jì)一種城域連通可保障的車載通信系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對傳統(tǒng)VANET在存在城市道路十字路口定位不準(zhǔn)、路由空洞的情況,提 供一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域連通可保障的車載通信系統(tǒng)。對于車載自組網(wǎng)仿真而言,車輛移 動模型(vehi州larmobilitymodel)模擬車輛運(yùn)動過程中需要同時兼顧宏觀移動性和微 觀移動性。
[0007] 本發(fā)明一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2-2. 29和交通 流生成軟件VanetMobiSim-1. 1平臺,利用VC6. 0++、Tcl腳本語言、ask分析語言聯(lián)合編寫 而成,其特征在于:該系統(tǒng)是W建立高效車載通信平臺為目的的一種帶停車節(jié)點(diǎn)的車載自 組網(wǎng)連通策略,克服了傳統(tǒng)VANET間歇連通性的不足,從增加網(wǎng)絡(luò)有效節(jié)點(diǎn)和判斷支路可 用度兩個方面增強(qiáng)城域VANET連通性能。
[000引帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng)W貪婪算法建立模型,提出了一種基于角度優(yōu)先 的地理位置算法,該算法中通過引入中屯、固定節(jié)點(diǎn),來增加網(wǎng)絡(luò)中有效節(jié)點(diǎn),增強(qiáng)了支路的 連通性和可用度。
[0009] 交通流生成軟件Vanet-MobiSim-1. 1用于完成對整個城域間歇VANET的組網(wǎng)、節(jié) 點(diǎn)類型、拓?fù)渖?、圖形化顯示。
[0010] 將停車節(jié)點(diǎn)引入間歇VANET,使停車節(jié)點(diǎn)、移動節(jié)點(diǎn)和固定節(jié)點(diǎn)共同實(shí)現(xiàn)VANET的 信息接收、處理、廣播和轉(zhuǎn)發(fā),較大提升VANET在端到端延時、歸一化路由開銷和投包率。
[0011] 在帶停車轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的VA肥T鏈路上提出基于上一跳固定節(jié)點(diǎn)的路由恢復(fù)機(jī)制,從 而避免了源節(jié)點(diǎn)路由重新發(fā)起機(jī)制,解決了間歇VANET中鏈路斷裂頻繁問題。
[0012] 一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng)的工作方法,包括W下幾個步驟: 步驟1 ;當(dāng)源車輛節(jié)點(diǎn)S需要向目的車輛節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)包時,源節(jié)點(diǎn)S首先在鄰居列 表中捜索是否存在目的節(jié)點(diǎn)的IP,如果存在則直接發(fā)送,整個過程結(jié)束;否則,轉(zhuǎn)步驟2 : 步驟2 ;若鄰居節(jié)點(diǎn)表中不存在目的節(jié)點(diǎn),先捜索其鄰居列表中是否存在到目的節(jié)點(diǎn) 方向上的中屯、節(jié)點(diǎn)。如果有,則將數(shù)據(jù)包發(fā)送至中屯、節(jié)點(diǎn),轉(zhuǎn)步驟3,否則根據(jù)貪婪算法,將 數(shù)據(jù)包發(fā)送至適當(dāng)?shù)泥従庸?jié)點(diǎn),重復(fù)步驟1、2 ; 步驟3 ;當(dāng)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到一個中屯、節(jié)點(diǎn)li(Xi,Yi)后,先捜索該中屯、節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)表 是否存在目的節(jié)點(diǎn)。若存在,則直接轉(zhuǎn)發(fā);否則執(zhí)行如下步驟;首先按照W下公式計(jì)算目標(biāo) 節(jié)點(diǎn)與該中屯、節(jié)點(diǎn)的連線角度:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng),該系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2-2. 29和交通流 生成軟件VanetMobiSim-L 1平臺,利用VC6. 0++、Tcl腳本語言、ask分析語言聯(lián)合編寫而 成,其特征在于:該系統(tǒng)是以建立高效車載通信平臺為目的的一種帶停車節(jié)點(diǎn)的車載自組 網(wǎng)連通策略,克服了傳統(tǒng)VANET間歇連通性的不足,從增加網(wǎng)絡(luò)有效節(jié)點(diǎn)和判斷支路可用 度兩個方面增強(qiáng)城域VANET連通性能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng),其特征在于:帶停車 節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng)以貪婪算法建立模型,提出了一種基于角度優(yōu)先的地理位置算 法,該算法中通過引入中心固定節(jié)點(diǎn),來增加網(wǎng)絡(luò)中有效節(jié)點(diǎn),增強(qiáng)了支路的連通性和可用 度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng),其特征在于:交通流 生成軟件Vanet-MobiSim-L 1用于完成對整個城域間歇VANET的組網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)類型、拓?fù)渖?成、圖形化顯示。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng),其特征在于:將停車 節(jié)點(diǎn)引入間歇VANET,使停車節(jié)點(diǎn)、移動節(jié)點(diǎn)和固定節(jié)點(diǎn)共同實(shí)現(xiàn)VANET的信息接收、處理、 廣播和轉(zhuǎn)發(fā),較大提升VANET在端到端延時、歸一化路由開銷和投包率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng),其特征在于:在 帶停車轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的VANET鏈路上提出基于上一跳固定節(jié)點(diǎn)的路由恢復(fù)機(jī)制,從而避免了源 節(jié)點(diǎn)路由重新發(fā)起機(jī)制,解決了間歇VANET中鏈路斷裂頻繁問題。
6. 根據(jù)權(quán)要求1所述的一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng)的工作方法,其特征在 于,包括以下幾個步奏: 步奏1 :當(dāng)源車輛節(jié)點(diǎn)S需要向目的車輛節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)包時,源節(jié)點(diǎn)S首先在鄰居列 表中搜索是否存在目的節(jié)點(diǎn)的IP,如果存在則直接發(fā)送,整個過程結(jié)束;否則,轉(zhuǎn)步驟2 : 步奏2 :若鄰居節(jié)點(diǎn)表中不存在目的節(jié)點(diǎn),先搜索其鄰居列表中是否存在到目的節(jié)點(diǎn) 方向上的中心節(jié)點(diǎn)。
7. 如果有,則將數(shù)據(jù)包發(fā)送至中心節(jié)點(diǎn),轉(zhuǎn)步驟3,否則根據(jù)貪婪算法,將數(shù)據(jù)包發(fā)送 至適當(dāng)?shù)泥従庸?jié)點(diǎn),重復(fù)步驟1、2 ; 步奏3 :當(dāng)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到一個中心節(jié)點(diǎn)Ii (XpYi)后,先搜索該中心節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)表 是否存在目的節(jié)點(diǎn)。
8. 若存在,則直接轉(zhuǎn)發(fā);否則執(zhí)行如下步驟:首先按照以下公式計(jì)算目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與該中 心節(jié)點(diǎn)的連線角度:
根據(jù)中心節(jié)點(diǎn)的道路角度表中記錄的該路口道路角度i,計(jì)算Δ0 =| -i |,由 Δ Θ的值決定將數(shù)據(jù)包發(fā)往哪條道路: a、 若某條道路的Δ β =0°,選擇該道路,轉(zhuǎn)步驟4 ; b、 若沒有=0°的道路,選擇Afi?在(0°,90°)區(qū)間中的道路,這樣的道路可能大于1 條,如何選取道路取決于深遠(yuǎn)探測法。
9. 中心節(jié)點(diǎn)應(yīng)用中心探測法獲取各支路延時信息,確定鏈路通暢性最好的支路,轉(zhuǎn)步 驟4; 步奏4 :道路方向選定后,按照貪婪轉(zhuǎn)發(fā)和周邊轉(zhuǎn)發(fā)方式發(fā)送數(shù)據(jù)包,直至數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā) 到目的節(jié)點(diǎn),整個轉(zhuǎn)發(fā)過程結(jié)束。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶停車節(jié)點(diǎn)的城域車載通信系統(tǒng),該系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2-2.29和交通流生成軟件VanetMobiSim-1.1平臺,利用VC6.0++、Tcl腳本語言、ask分析語言聯(lián)合編寫而成,其特征在于:該系統(tǒng)是以建立高效車載通信平臺為目的的一種帶停車節(jié)點(diǎn)的車載自組網(wǎng)連通策略,克服了傳統(tǒng)VANET間歇連通性的不足,從增加網(wǎng)絡(luò)有效節(jié)點(diǎn)和判斷支路可用度兩個方面增強(qiáng)城域VANET連通性能,為城域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效車載通信提供了一個拓?fù)浞€(wěn)定、快速收斂的網(wǎng)絡(luò)連通機(jī)制,降低了由車輛節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)加入或退出行為造成的高丟包率問題。
【IPC分類】H04W84-18, H04W40-12, H04W40-24
【公開號】CN104837173
【申請?zhí)枴緾N201510241792
【發(fā)明人】時慧晶, 胡榕, 馬沖
【申請人】中國船舶重工集團(tuán)公司七五○試驗(yàn)場
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月13日
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