基于位置優(yōu)先探測的車際通信方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車際通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于位置優(yōu)先探測的車際通信方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 車載自組織網(wǎng)絡(luò)中的車輛輔助的車際通信方法，是基于攜帶和轉(zhuǎn)發(fā)，高效地將數(shù) 據(jù)包路由到目的地并在一個(gè)合理的延遲內(nèi)接收應(yīng)答。當(dāng)路由不存在時(shí)，節(jié)點(diǎn)攜帶包；當(dāng)新的 接收器出現(xiàn)在它的范圍時(shí)，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)包。本發(fā)明提出一種與現(xiàn)有的攜帶、轉(zhuǎn)發(fā)方案不同方 法，它會(huì)利用車載網(wǎng)絡(luò)的可預(yù)測以及特定交通模式和道路布局導(dǎo)致的移動(dòng)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為此，需要提供一種車際通信數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)方法，解決稀疏連接的車載網(wǎng)絡(luò)中的數(shù) 據(jù)包通信問題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種基于位置優(yōu)先探測的車際通信方法，包括如 下步驟，攜帶數(shù)據(jù)包的車輛在經(jīng)過路口時(shí)，掃描所有車輛，根據(jù)數(shù)據(jù)包的傳輸目標(biāo)對(duì)掃描到 的車輛的位置進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，將數(shù)據(jù)包傳遞給位置優(yōu)先級(jí)最高的車輛。
[0005] 具體地，還包括步驟，若在經(jīng)過路口時(shí)掃描不到車輛，則不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，攜帶數(shù)據(jù)包 通過路口尋找下一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)會(huì)。
[0006] 進(jìn)一步地，掃描所有車輛后還包括步驟，對(duì)掃描到的車輛至目標(biāo)點(diǎn)的延遲進(jìn)行判 斷，將數(shù)據(jù)包傳遞給至目標(biāo)點(diǎn)的延遲更低的車輛。
[0007] 進(jìn)一步地，還包括步驟，車輛在對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)前將自身轉(zhuǎn)發(fā)信息記錄在數(shù)據(jù) 包包頭中。
[0008] -種基于位置優(yōu)先探測的車際通信系統(tǒng)，包括掃描模塊、排序模塊、通信模塊，
[0009] 所述掃描模塊用于在攜帶數(shù)據(jù)包的車輛在經(jīng)過路口時(shí)，掃描所有車輛，所述排序 模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)哪繕?biāo)點(diǎn)對(duì)掃描到的車輛的位置進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，所述通信模塊 用于將數(shù)據(jù)包傳遞給位置優(yōu)先級(jí)更高的車輛。
[0010] 具體地，通信模塊還用于，在經(jīng)過路口時(shí)掃描不到車輛時(shí)不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0011] 進(jìn)一步地，還包括延遲判斷模塊，
[0012] 所述延遲判斷模塊用于，在掃描所有車輛后對(duì)掃描到的車輛至目標(biāo)點(diǎn)的延遲進(jìn)行 判斷；
[0013] 所述通信模塊還用于將數(shù)據(jù)包傳遞給至目標(biāo)點(diǎn)的延遲更低的車輛。
[0014] 具體地，還包括記錄模塊，車輛在對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)前將自身轉(zhuǎn)發(fā)信息記錄在數(shù) 據(jù)包包頭中。
[0015] 區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述技術(shù)方案通過在路口搜尋其他車輛，對(duì)其他車輛進(jìn)行優(yōu)先 級(jí)排序從而選擇更有可能將數(shù)據(jù)包傳輸?shù)侥繕?biāo)地點(diǎn)的車輛進(jìn)行攜帶數(shù)據(jù)，還引入了延遲估 算計(jì)算方式，所述延遲即數(shù)據(jù)包通過車輛攜帶與無線通信路徑到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)的估計(jì)時(shí)間， 在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)只將數(shù)據(jù)包傳輸給延遲估算更低的車輛。提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，解決了稀 疏連接的車載網(wǎng)絡(luò)通信問題。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的尋找去咖啡店最佳路徑情景圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的車輛輔助數(shù)據(jù)傳輸模型；
[0018] 圖3為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的基于方向優(yōu)先探測的車際通信方法流程圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的路口模式示意圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的路由環(huán)路場景圖；
[0021 ]圖6為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的基于方向優(yōu)先探測的車際通信系統(tǒng)模塊圖；
[0022] 圖7為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的基于位置優(yōu)先探測的車際通信方法流程圖；
[0023] 圖8為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的基于位置優(yōu)先探測的車際通信系統(tǒng)模塊圖；
[0024] 圖9為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的基于混合探測的車際通信方法流程圖；
[0025] 圖10為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的基于混合探測的車際通信系統(tǒng)模塊圖；
[0026] 圖11為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的車際通信傳輸延遲模型建立方法流程圖；
[0027]圖12為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的車際通信傳輸延遲模型實(shí)例；
[0028]圖13為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的三角形通路圖；
[0029]圖14為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所述的已知邊界內(nèi)傳輸示意圖。
[0030] 附圖標(biāo)記說明：
[0031] 600、掃描模塊；
[0032] 602、排序模塊；
[0033] 604、通信模塊；
[0034] 606、延遲判斷模塊；
[0035] 800、掃描模塊；
[0036] 8〇2、排序模塊；
[0037] 804、通信模塊；
[0038] 806、延遲判斷模塊；
[0039] 808、記錄模塊；
[0040] 1000、掃描模塊；
[0041 ] 1002、排序模塊；
[0042] 1004、通信模塊；
[0043] 1006、延遲判斷模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 為詳細(xì)說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實(shí) 施例并配合附圖詳予說明。
[0045] 車輛輔助的車際通信方法需要具備以下前提條件：
[0046] 1、車輛通過短程無線頻道（100-250m)進(jìn)行通信，并在數(shù)據(jù)包報(bào)頭攜帶特定的信 息：如源ID、源位置、數(shù)據(jù)包生成時(shí)間、目的地位置、過期時(shí)間等數(shù)據(jù)。車輛可以通過三角測 量或GPS知道其位置，在周期性信標(biāo)中附上自己的物理位置、移動(dòng)速度、方向信息，這些信息 可以被它們單跳的鄰居節(jié)點(diǎn)獲取。
[0047] 2、車輛配有預(yù)加載的數(shù)字地圖，提供街道地圖和交通統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如交通密度、道路 上的車輛在不同時(shí)刻的速度和路口的交通信號(hào)時(shí)間表(如紅色信號(hào)間隔的長度）。
[0048] 1、車際通信的基本原則
[0049] 車輛輔助的車際通信方法是基于攜帶和轉(zhuǎn)發(fā)的想法，最重要的是通過最小的包轉(zhuǎn) 發(fā)延遲選擇轉(zhuǎn)發(fā)路徑。雖然地理轉(zhuǎn)發(fā)方法的貪婪邊界無狀態(tài)路由（GPSR)，總是選擇更接近 目的地的下一跳，在自組網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸相當(dāng)高效，但可能不太適合稀疏連接的車載網(wǎng)絡(luò)。
[0050] 如圖1，假設(shè)一個(gè)車接近路口 Ia并發(fā)送一個(gè)到路口 Ib角落咖啡店的預(yù)定請(qǐng)求。通過 路徑Ia-I。，Ic-Id和Id-Ib比通過路徑Ia-Ib更快，盡管后者提供最短的地理路徑。因?yàn)樵?連接斷開的情況下數(shù)據(jù)包必須由車輛攜帶，它的移動(dòng)速度明顯慢于通過無線通信傳輸。
[0051] 在稀疏網(wǎng)絡(luò)，車輛應(yīng)該盡量利用無線通信，或采用移動(dòng)速度更快的車輛。因此，車 輛輔助數(shù)據(jù)傳輸需遵循以下基本原則：
[0052] 1)盡可能多地通過無線傳輸。
[0053] 2)如果數(shù)據(jù)包必須通過特定道路傳輸，應(yīng)選擇更高速的道路來傳輸。
[0054] 由于車載自組織網(wǎng)絡(luò)的不可預(yù)測性，不能希望數(shù)據(jù)包沿著預(yù)先計(jì)算的最優(yōu)路徑成 功轉(zhuǎn)發(fā)，所以在整個(gè)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程中路徑選擇應(yīng)持續(xù)動(dòng)態(tài)執(zhí)行。
[0055] 2、車際通信的數(shù)據(jù)傳輸模型 [0056]圖2車輛輔助數(shù)據(jù)傳輸模型
[0057]如圖2所示，基于數(shù)據(jù)包位置(即攜帶數(shù)據(jù)包的車輛），車輛輔助數(shù)據(jù)傳輸有三個(gè)數(shù) 據(jù)包模式，即交叉路口、直通和目的地。通過這些模式之間的切換，攜帶數(shù)據(jù)包選擇最佳數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。這三個(gè)模式中，路口模式是最關(guān)鍵而又最復(fù)雜的。
[0058]以數(shù)據(jù)包與目的地的距離進(jìn)行建模，在包括源和目的地的連接圖中，邊界以內(nèi)的 路被用來當(dāng)作計(jì)算延遲的可用路徑，通過建立數(shù)據(jù)傳輸延遲進(jìn)行建模，估計(jì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)难?遲，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，估計(jì)的傳輸延遲會(huì)被用作數(shù)據(jù)包是否被轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。包載體 會(huì)為每個(gè)鄰居路口 Ij的Dij(Dij:包載體在Ii選擇沿著路rij傳遞包，從Ii到目的地的預(yù)期的包 傳遞延遲)排序，找到轉(zhuǎn)發(fā)的最優(yōu)的路徑。從而，在路口可用的通信范圍內(nèi)的所有車輛(叫做 接觸）中，包會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到擁有最小延遲的路上的汽車。如果沒有可用的接觸，或者所有接觸要 走的路比包載體要走的路延遲更大，則包載體會(huì)帶著包通過這個(gè)路口并尋找下一次轉(zhuǎn)發(fā)機(jī) 會(huì)。詳細(xì)的延遲計(jì)算方法不是本發(fā)明需要解決的主要問題，但會(huì)在說明書的最后一章給出。
[0059] 3、基于方向優(yōu)先探測的車際通信方法
[0060] 車輛輔助的車際通信方法包括:路口模式以及直通模式。
[0061] A.路口模式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
[0062] 請(qǐng)參閱圖3,為本發(fā)明基于方向優(yōu)先探測的車際通信方法流程圖，包括步驟S300攜 帶數(shù)據(jù)包的車輛在經(jīng)過路口時(shí)，掃描所有車輛，S302根據(jù)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)哪繕?biāo)點(diǎn)對(duì)掃描到的 車輛的移動(dòng)方向進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，S306將數(shù)據(jù)包傳遞給移動(dòng)方