專利名稱：車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。特別是涉及一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)中按需的獲取地理 位置消息、可靠的傳輸數(shù)據(jù)包的路由計算方法的車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳 輸方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)代社會中，車輛發(fā)揮著巨大的作用。車輛的使用在給人們的生活帶來便利的同時， 也帶來一些讓人頭疼的問題，如頻繁發(fā)生的交通事故，交通擁堵等。這些問題直接威脅 著人們的生命，給人們的生活帶來很大的困擾，成為各國政府亟待解決的問題。隨著無 線通信技術(shù)的迅速發(fā)展和汽車電子技術(shù)的不斷進步，很多政府和研究機構(gòu)都嘗試通過建 立車輛間的通信(Inter-vehicle communication ， IVC)系統(tǒng)來解決這些問題。車輛間 通信的需求和蘊含的巨大價值，推動了車載自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicle Ad hoc Network, VANET) 的出現(xiàn)和發(fā)展。
車輛間通信在時間和地點上具有很大的隨意性，因此VANET網(wǎng)絡(luò)是以ad hoc模式建 立起來的一種車輛間通信系統(tǒng)。具體的說，VANET是由裝備了無線通信收發(fā)裝置的車輛組 成的一個多跳的臨時性的自組織網(wǎng)絡(luò)。VANET網(wǎng)絡(luò)的目的是為了提高行車的安全性和效 率。VANET具有極高的應(yīng)用前景和研究價值。
當(dāng)前，對于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)比較成熟的路由協(xié)議，VANET網(wǎng)路中路由算法的研究主要集 中在兩種類型，第一種是基于拓?fù)涞穆酚蓞f(xié)議；第二種是基于地理位置的路由協(xié)議。第 一種協(xié)議通用的標(biāo)準(zhǔn)大多基于跳數(shù)或延遲的考慮，在源節(jié)點和目的節(jié)點間尋找具有最少 跳數(shù)或最小延遲的路由，未考慮到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點由于快速移動，造成的某些節(jié)點離開最 初位置而導(dǎo)致路徑失效的問題。第二種協(xié)議典型代表為貪婪的周邊狀態(tài)路由協(xié)議(GPSR)， 該協(xié)議獨立地實時地決定一個數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點路由到目的節(jié)點的過程中的每一跳。但 是在VANET網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點的快速移動造成的節(jié)點間鄰居關(guān)系的不穩(wěn)定，使得路由時 使用的位置信息都是過時的。即它保證不了信息的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠及時的獲取和維護目的節(jié)點的位置信 息，并按需的獲得和建立鄰居節(jié)點的位置信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的可靠傳送的車載網(wǎng)絡(luò)中基 于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法，包括 依次完成下列幾個組成部分-(1) 源節(jié)點發(fā)送目的節(jié)點位置請求信息源節(jié)點以盲目泛洪的廣播方式發(fā)送目的節(jié) 點的位置信息，該消息到達所請求的目的節(jié)點時終結(jié)；
(2) 目的節(jié)點響應(yīng)目的節(jié)點位置請求信息由源節(jié)點發(fā)出的目的節(jié)點位置請求信息 到達所請求的目的節(jié)點時，該目的節(jié)點就會啟動目的節(jié)點的位置信息更新消息的傳播， 開始周期性的更新各個節(jié)點上的目的節(jié)點的位置信息；
(3) 鄰居請汆消息的發(fā)送當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)包傳送，按需的建立鄰居表時，發(fā)送鄰居 請求消息；
(4) 鄰居應(yīng)答消息的發(fā)送當(dāng)節(jié)點收到鄰居請求消息后，它以單播的方式返回一個 鄰居應(yīng)答消息，該消息中包含了它的位置信息，位置信息通過車上的GPS系統(tǒng)得到；
(5) 數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)按照一般地理位置路由協(xié)議中的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)算法進行包的轉(zhuǎn)
發(fā)；
(6) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中的兩種重試機制當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時使用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)找不到合適的下 一跳時啟動重試機制，該機制包括兩個階段
第一階段只是增加預(yù)留的等待鄰居表建立的時間；
第二階段是發(fā)出新的鄰居請求消息，完全重新開始建立鄰居表。
所述的部分(1)源節(jié)點發(fā)送目的節(jié)點位置請求信息，包括以下步驟
(1.1)當(dāng)源節(jié)點有數(shù)據(jù)分組要發(fā)送時，如果源節(jié)點還沒有獲取數(shù)據(jù)分組預(yù)計到達的 目的節(jié)點的位置信息，源節(jié)點就會向指定的目的節(jié)點發(fā)出一個目的節(jié)點位置請求；
(2. 2)如果源節(jié)點搜索其目的節(jié)點列表，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在目的節(jié)點的較新位置信息時， 則不用發(fā)送目的節(jié)點位置請求信息，直接用它現(xiàn)存的目的位置信息判斷。 所述的部分(2)包括以下步驟
(2.1)當(dāng)目的節(jié)點收到位置請求消息后，它就會周期性的向其直接鄰居節(jié)點廣播目 的節(jié)點位置更新消息，各鄰居節(jié)點根據(jù)這個消息通過檢索它的目的節(jié)點列表來創(chuàng)建或更 新相應(yīng)的位置信息記錄；
(2. 2)除了目的節(jié)點之外的各節(jié)點周期性的向它們的直接鄰居節(jié)點廣播目的節(jié)點位 置交互消息，通過該消息各個節(jié)點相互交流它們保存的關(guān)于某個目的節(jié)點的位置信息， 使得各個節(jié)點都能保存一份"相對最新"的關(guān)于該目的節(jié)點的位置信息的記錄；
(2.3) 目的節(jié)點的任何一個直接鄰居節(jié)點在接收到節(jié)點位置更新消息之后，所執(zhí)行 的一動作是在它們的目的節(jié)點列表中為指定的目的節(jié)點創(chuàng)建或更新相應(yīng)的位置信息記錄；
(2.4) 在一個節(jié)點收到節(jié)點位置交互消息后，用接收到的節(jié)點位置交互消息中攜帶 的目的節(jié)點的標(biāo)識符ID，檢索在該節(jié)點上保存的目的節(jié)點列表，尋找相對應(yīng)的節(jié)點的記 錄；然后，比較該節(jié)點位置交互消息中的時間戳tsl和剛檢索到的目的節(jié)點記錄中的時 間戳ts2;如果tsl〉ts2，則說明節(jié)點位置交互消息中的目的位置信息是相對更新的， 則用節(jié)點位置交互消息中攜帶的目的位置信息來更新該節(jié)點的目的節(jié)點列表中的相應(yīng)位 置信息，否則不作任何出理。所述的部分(5)包括以下步驟
(5.1) 當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，并且重新按需的建立了鄰居表，從鄰居表中搜索目 的節(jié)點是否在自己的一跳范圍內(nèi)，如果在就直接轉(zhuǎn)發(fā)；
(5.2) 如果目的節(jié)點不在自己的一跳范圍內(nèi)，則按照一般地理位置中的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策
略進行轉(zhuǎn)發(fā)。
所述的部分(6)包括以下歩驟
(6. 1)通常情況下，大多數(shù)節(jié)點都能夠在一個有限的時間間隔內(nèi)建立起準(zhǔn)確的鄰居
表，同時，如果一個請求節(jié)點由于這個有限的時間間隔沒能接收到所有鄰居節(jié)點的鄰居 應(yīng)答消息，并出現(xiàn)確定下一跳路由的操作失敗的情況，則轉(zhuǎn)入第一階段的重試，
第一階段的重試如下進行為了等待那些還沒有到達請求節(jié)點的鄰居應(yīng)答消息，按 需地理位置路由協(xié)議算法將重新啟動一個計時器，進一步等待一個額外的時間；當(dāng)這個 時間超時的時候，繼續(xù)嘗試從當(dāng)前建立的鄰居表中確定下一跳；上述步驟可以在一個能 夠容忍的時間期限內(nèi)迭代進行有限次，如果最終仍然不能確定下一跳路由，則進行第二 階段的重試。
(6.2)第二階段重試機制具體如下在這個階段的重試開始時，首先它會清空當(dāng)前 的鄰居表，然后發(fā)出一個新的鄰居請求，從頭開始建立一個新的鄰居表，這個步驟也會 在一個設(shè)定的時間內(nèi)，被進行有限次數(shù)的迭代；如果最終仍然失敗，則丟掉當(dāng)前的數(shù)據(jù) 分組隊列中的分組。
本發(fā)明的車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法，具有下列優(yōu)點
1. 本發(fā)明提出了按需地理位置路由協(xié)議，.不需要預(yù)先建立一條完整的路徑，不需要 路由建立和路由維護的過程。
2. 算法使用按需的方式建立臨時的鄰居表。不存在以往的基于位置的路由協(xié)議所面 臨的因鄰居表中信息更新不夠?qū)崟r而帶來的位置信息不準(zhǔn)確問題。0DGR算法可以確保鄰 居表中信息的準(zhǔn)確性和時效性，從而能夠從容的應(yīng)對VANET網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的高速移動特性 造成的節(jié)點間鄰居關(guān)系的頻繁改變。
3. 算法使用兩種相互獨立的消息機制對目的節(jié)點的位置信息進行維護和更新。這種 更新信息的方式，能夠應(yīng)對可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)分割的情況。即使出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分割，也可以確 保各個節(jié)點上維護一份相對最新的目的節(jié)點位置信息。因此，0DGR算法從最大程度上確 保了計算路由時使用的目的節(jié)點位置信息的準(zhǔn)確性和一致性，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。
4. 本發(fā)明由當(dāng)前車載AdHoc網(wǎng)絡(luò)內(nèi)典型的基于位置的路由協(xié)議GPSR發(fā)展而來，在 其基礎(chǔ)上對其路由準(zhǔn)則加以該進，引進了傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)路由協(xié)議AODV的按需思想，進而實現(xiàn) 了可靠性和信息的準(zhǔn)確性。這種與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)路由協(xié)議相結(jié)合的方式，使得本發(fā)明很好的 保留了現(xiàn)有成熟路由協(xié)議的許多優(yōu)點，同時無需經(jīng)過大范圍的變更就可以被簡易應(yīng)用在 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，效果理想，應(yīng)用前景看好。


圖1是本發(fā)明基本構(gòu)架原理的示意圖2是本發(fā)明兩種消息機制應(yīng)用的示意圖3是本發(fā)明使用的請求目的節(jié)點位置的消息格式；
圖4是本發(fā)明使用的更新目的節(jié)點位置的消息格式；
圖5是本發(fā)明使用的交互目的節(jié)點位置的消息格式；
圖6是本發(fā)明按需地建立鄰居表的流程圖7是本發(fā)明中使用的鄰居請求消息的格式；
圖8是本發(fā)明中使用的鄰居應(yīng)答消息的格式；
圖9是本發(fā)明使用的重試機制兩個階段流程圖io是本發(fā)明實驗階段使用的網(wǎng)絡(luò)示例拓?fù)鋱D。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的做出詳細(xì)說明的車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化 數(shù)據(jù)傳輸方法。
如圖1所示，本發(fā)明的車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法的基本構(gòu)架原 理是，節(jié)點有數(shù)據(jù)發(fā)送時，先按需的實時建立起臨時的鄰居表，并且根據(jù)收到的目的節(jié) 點定期發(fā)送的目的節(jié)點位置更新消息來更新目的節(jié)點的位置信息。之后采取貪婪轉(zhuǎn)發(fā)的 策略進行包的轉(zhuǎn)發(fā)，如果沒有找到合適的下一跳，則進入重試機制重新尋找下一跳。重 試機制最終失敗后則丟棄該數(shù)據(jù)分組，繼續(xù)處理數(shù)據(jù)分組隊列中其它數(shù)據(jù)分組。
如圖2所示，目的節(jié)點和它的一跳鄰居節(jié)點之間用目的節(jié)點位置更新消息q (query 消息)進行交互。而在除目的節(jié)點之外的其他節(jié)點間用目的節(jié)點位置交互消息d(destlnfo 消息)進行交互來更新目的節(jié)點的位置信息。并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)分割的情況時，其他節(jié)點 間還可以用destlnfo消息來傳播最新的目的節(jié)點的位置信息。位置信息都由車上的GPS 系統(tǒng)得到。這就保證了在網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點都保存了一份相對一致的目的節(jié)點信息。圖中H， I， J節(jié)點是目的節(jié)點D的一跳鄰居節(jié)點。節(jié)點K， L， M是節(jié)點A的一跳鄰居節(jié)點。
如圖6所示，節(jié)點有數(shù)據(jù)包傳輸時，按需實時地建立鄰居表。保證了節(jié)點的鄰居表 信息是最新的。
如圖9所示，節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時，如果沒有找到合適的下一跳，則轉(zhuǎn)入重試機制。 本發(fā)明的車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法，包括依次完成下列幾個組 成部分
(1)源節(jié)點發(fā)送目的節(jié)點位置請求信息源節(jié)點以盲目泛洪的廣播方式發(fā)送目的節(jié) 點的位置信息，該消息到達所請求的目的節(jié)點時終結(jié)；具體包括以下步驟-
(1.1)當(dāng)源節(jié)點有數(shù)據(jù)分組要發(fā)送時，如果源節(jié)點還沒有獲取數(shù)據(jù)分組預(yù)計到達的 目的節(jié)點的位置信息，源節(jié)點就會向指定的目的節(jié)點發(fā)出一個目的節(jié)點位置請求；消息格式如圖3所示，其中字段id給出了請求其位置信息的目的節(jié)點的編號。
(1.2)如果源節(jié)點搜索其目的節(jié)點列表，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在目的節(jié)點的較新位置信息時，
則不用發(fā)送目的節(jié)點位置請求信息，直接用它現(xiàn)存的目的位置信息判斷。
(2) 目的節(jié)點響應(yīng)目的節(jié)點位置請求信息由源節(jié)點發(fā)出的目的節(jié)點位置請求信息 到達所請求的目的節(jié)點時，該目的節(jié)點就會啟動目的節(jié)點的位置信息更新消息(query 消息)的傳播，開始周期性的更新各個節(jié)點上的目的節(jié)點的位置信息；具體包括以下步 驟
(2.1) 當(dāng)目的節(jié)點收到位置請求消息后，它就會周期性的向其直接一跳鄰居節(jié)點廣 播目的節(jié)點位置更新消息(query消息)，消息格式如圖4所示，其中字段x， y中指出 了發(fā)送位置更新消息的目的節(jié)點的坐標(biāo)值，該值由GPS系統(tǒng)提供。各鄰居節(jié)點根據(jù)這個 消息通過檢索它的目的節(jié)點列表來創(chuàng)建或更新相應(yīng)的位置信息記錄，即，建立和更新目 的位置信息列表。
(2.2) 除了目的節(jié)點之外的各節(jié)點周期性的向它們的直接鄰居節(jié)點廣播目的節(jié)點位 置交互消息(destlnfo消息)，消息格式如圖5所示，其中字段id指出了交互消息中的 節(jié)點的編號；字段x， y中指出了交互消息中目的節(jié)點的坐標(biāo)值，坐標(biāo)值由車上GPS系統(tǒng) 提供；字段timestamp指出了交互消息中目的節(jié)點的位置信息對應(yīng)的更新時間。通過該 消息各個節(jié)點相互交流它們保存的關(guān)于某個目的節(jié)點的位置信息，使得各個節(jié)點都能保 存一份"相對最新"的關(guān)于該目的節(jié)點的位置信息的記錄；
(2.3) 目的節(jié)點的任何一個直接鄰居節(jié)點在接收到節(jié)點位置更新消息之后，所執(zhí)行 的動作是在它們的目的節(jié)點列表中為指定的目的節(jié)點創(chuàng)建或更新相應(yīng)的位置信息記錄；
(2. 4)在一個節(jié)點收到節(jié)點位置交互消息后，用接收到的節(jié)點位置交互(destlnfo) 消息中攜帶的目的節(jié)點的標(biāo)識符ID，檢索在該節(jié)點上保存的目的節(jié)點列表，尋找相對應(yīng) 的節(jié)點的記錄；然后，比較該節(jié)點位置交互消息中的時間戳tsl和剛檢索到的目的節(jié)點 記錄中的時間戳ts2;如果tsl〉ts2，則說明節(jié)點位置交互消息中的目的位置信息是相 對更新的，則用節(jié)點位置交互消息中攜帶的目的位置信息來更新該節(jié)點的目的節(jié)點列表 中的相應(yīng)位置信息，否則不作任何出理。
(3) 鄰居請求消息的發(fā)送當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)包傳送，按需的建立鄰居表時，發(fā)送鄰居 請求消息；
(3.1) 當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，先判斷它是否正在請求鄰居表，如果是，則再判斷 請求的計時器是否超時，如果計時器超時，則將數(shù)據(jù)分組出隊列，確定下一跳，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù) 據(jù)分組。
(3.2) 如果鄰居請求的計時器沒有超時，則繼續(xù)讓接收到的數(shù)據(jù)分組進隊列，并判 斷是否正在請求鄰居表。
(3.3) 如果該節(jié)點沒有請求鄰居表，則發(fā)送鄰居請求，并啟動計時器。鄰居請求消 息的格式如圖7所示。(4) 鄰居應(yīng)答消息的發(fā)送當(dāng)節(jié)點收到鄰居請求消息后，它以單播的方式返回一個 鄰居應(yīng)答消息，該消息中包含了它的位置信息，位置信息通過車上的GPS系統(tǒng)得到；在 等待一段時間后，該節(jié)點收到其鄰居節(jié)點發(fā)送的鄰居應(yīng)答消息，根據(jù)這些消息重新建立
鄰居表，鄰居應(yīng)答消息的格式如圖8所示，其中字段x， y表示發(fā)出鄰居應(yīng)答消息的節(jié)點 的位置坐標(biāo)值，坐標(biāo)值由車上GPS系統(tǒng)提供。
(5) 數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)按照一般地理位置路由協(xié)議中的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)算法進行包的轉(zhuǎn) 發(fā)；具體包括以下步驟 .
(5.1) 當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，并且重新按需的建立了鄰居表，從鄰居表中搜索目 的節(jié)點是否在自己的一跳范圍內(nèi)，如果在就直接轉(zhuǎn)發(fā)；
(5.2) 如果目的節(jié)點不在自己的一跳范圍內(nèi)，則按照一般地理位置中的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策 略進行轉(zhuǎn)發(fā)。
用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策略確定指定目的的下一跳，如果沒找到合適的下一跳，則進入重試機制。
(6) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中的兩種重試機制當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時使用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)找不到合適的下
一跳時啟動重試機制，即，判斷當(dāng)前的等待建立鄰居表時間是否超過最大值，如果沒有 超過，則增加等待鄰居表建立的時間，并啟動計時器。等待計時器超時后繼續(xù)用貪婪轉(zhuǎn) 發(fā)策略尋找下一跳。如果當(dāng)前等待建立鄰居表的時間超過最大值，則判斷當(dāng)前時間是否 超過最大重試時間，如果是，則丟棄隊列中的分組。如果否，則重新發(fā)送新的鄰居請求，
并啟動計時器。重試機制的原理如圖9所示。該機制包括兩個階段 第一階段只是增加預(yù)留的等待鄰居表建立的時間；
第二階段是發(fā)出新的鄰居請求消息，完全重新開始建立鄰居表。具體包括以下步驟
(6. 1)通常情況下，大多數(shù)節(jié)點都能夠在一個有限的時間間隔內(nèi)建立起準(zhǔn)確的鄰居
表，同時，如果一個請求節(jié)點由于這個有限的時間間隔沒能接收到所有鄰居節(jié)點的鄰居 應(yīng)答消息，并出現(xiàn)確定下一跳路由的操作失敗的情況，則轉(zhuǎn)入第一階段的重試，
第一階段的重試如下進行為了等待那些還沒有到達請求節(jié)點的鄰居應(yīng)答消息，按 需地理位置路由協(xié)議(0DGR)算法將重新啟動一個計時器，進一步等待一個額外的時間； 當(dāng)這個時間超時的時候，繼續(xù)嘗試從當(dāng)前建立的鄰居表中確定下一跳；上述步驟可以在 一個能夠容忍的時間期限內(nèi)迭代進行有限次，如果最終仍然不能確定下一跳路由，則進 行第二階段的重試。
(6.2)第二階段重試機制具體如下在這個階段的重試開始時，首先它會清空當(dāng)前 的鄰居表，然后發(fā)出一個新的鄰居請求，從頭開始建立一個新的鄰居表，這個步驟也會 在一個設(shè)定的時間內(nèi)，被進行有限次數(shù)的迭代；如果最終仍然失敗，則丟掉當(dāng)前的數(shù)據(jù) 分組隊列中的分組。
以圖10的網(wǎng)絡(luò)場景為例，配合之前描述的機制，簡要介紹本發(fā)明的工作流程(1) 車輛節(jié)點以一定的加速度，行駛在最高速度約為50m/s的公路上，公路路段使 用2個車道。
(2) 使用的業(yè)務(wù)流為C服業(yè)務(wù)流，發(fā)送的分組的大小(packetSize)為256字節(jié)， 每秒發(fā)送4個數(shù)據(jù)分組。這里定義的業(yè)務(wù)流對應(yīng)的是車載自組織網(wǎng)絡(luò)中的Internet多媒 體應(yīng)用。
(3) 假設(shè)節(jié)點8向節(jié)點15發(fā)送數(shù)據(jù)包，節(jié)點8先廣播鄰居請求消息，并判斷泛洪廣 播目的節(jié)點位置請求消息。由圖10可知，節(jié)點4和節(jié)點26是節(jié)點8的一跳鄰居，它們 分別發(fā)送鄰居應(yīng)答消息，通過GPS把自己的位置信息告訴源節(jié)點。而目的節(jié)點收到目的 節(jié)點位置請求消息后定時地發(fā)送的自己的位置消息，其他節(jié)點定時發(fā)送目的位置交互消 息，及時更新目的節(jié)點的位置信息，這些位置信息都是通過GPS獲得。用dl、 d2分別代 表節(jié)點4和節(jié)點26到目的節(jié)點15的距離，可知此時刻，dl<d2。則根據(jù)貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策略， 數(shù)據(jù)包先轉(zhuǎn)發(fā)給節(jié)點4，在之后的時間內(nèi)根據(jù)同樣的判斷，進行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，最終傳到 目的節(jié)點15。
(4) 如果在其中某一跳中未找到合適的下一跳，則用階段(2)提到的重試機制重新 尋找下一跳。
(5) 車輛作為移動節(jié)點不受能量條件的限制，所以無線傳輸?shù)陌l(fā)送功率可以在現(xiàn)實 可滿足的情況下應(yīng)用較大的功率。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，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)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包括依次完成下列幾個組成部分(1)源節(jié)點發(fā)送目的節(jié)點位置請求信息源節(jié)點以盲目泛洪的廣播方式發(fā)送目的節(jié)點的位置信息，該消息到達所請求的目的節(jié)點時終結(jié)；(2)目的節(jié)點響應(yīng)目的節(jié)點位置請求信息由源節(jié)點發(fā)出的目的節(jié)點位置請求信息到達所請求的目的節(jié)點時，該目的節(jié)點就會啟動目的節(jié)點的位置信息更新消息的傳播，開始周期性的更新各個節(jié)點上的目的節(jié)點的位置信息；(3)鄰居請求消息的發(fā)送當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)包傳送，按需的建立鄰居表時，發(fā)送鄰居請求消息；(4)鄰居應(yīng)答消息的發(fā)送當(dāng)節(jié)點收到鄰居請求消息后，它以單播的方式返回一個鄰居應(yīng)答消息，該消息中包含了它的位置信息，位置信息通過車上的GPS系統(tǒng)得到；(5)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)按照一般地理位置路由協(xié)議中的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)算法進行包的轉(zhuǎn)發(fā)；(6)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中的兩種重試機制當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時使用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)找不到合適的下一跳時啟動重試機制，該機制包括兩個階段第一階段只是增加預(yù)留的等待鄰居表建立的時間；第二階段是發(fā)出新的鄰居請求消息，完全重新開始建立鄰居表。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在 于，所述的部分(1)源節(jié)點發(fā)送目的節(jié)點位置請求信息，包括以下步驟(1.1)當(dāng)源節(jié)點有數(shù)據(jù)分組要發(fā)送時，如果源節(jié)點還沒有獲取數(shù)據(jù)分組預(yù)計到達的 目的節(jié)點的位置信息，源節(jié)點就會向指定的目的節(jié)點發(fā)出一個目的節(jié)點位置請求；、(2. 2)如果源節(jié)點搜索其目的節(jié)點列表，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在目的節(jié)點的較新位置信息時， 則不用發(fā)送目的節(jié)點位置請求信息，直接用它現(xiàn)存的目的位置信息判斷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的攀化數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在 于，所述的部分(2)包括以下步驟(2.1)當(dāng)目的節(jié)點收到位置請求消息后，它就會周期性的向其直接鄰居節(jié)點廣播目 的節(jié)點位置更新消息，各鄰居節(jié)點根據(jù)這個消息通過檢索它的目的節(jié)點列表來創(chuàng)建或更 新相應(yīng)的位置信息記錄；(2. 2)除了目的節(jié)點之外的各節(jié)點周期性的向它們的直接鄰居節(jié)點廣播目的節(jié)點位 置交互消息，通過該消息各個節(jié)點相互交流它們保存的關(guān)于某個目的節(jié)點的位置信息， 使得各個節(jié)點都能保存一份"相對最新"的關(guān)于該目的節(jié)點的位置信息的記錄；(2.3) 目的節(jié)點的任何一個直接鄰居節(jié)點在接收到節(jié)點位置更新消息之后，所執(zhí)行 的動作是在它們的目的節(jié)點列表中為指定的目的節(jié)點創(chuàng)建或更新相應(yīng)的位置信息記錄；(2.4) 在一個節(jié)點收到節(jié)點位置交互消息后，用接收到的節(jié)點位置交互消息中攜帶的目的節(jié)點的標(biāo)識符ID，檢索在該節(jié)點上保存的目的節(jié)點列表，尋找相對應(yīng)的節(jié)點的記 錄；然后，比較該節(jié)點位置交互消息中的時間戳tsl和剛檢索到的目的節(jié)點記錄中的時 間戳ts2;如果tsl〉ts2，則說明節(jié)點位置交互消息中的目的位置信息是相對更新的， 則用節(jié)點位置交互消息中攜帶的目的位置信息來更新該節(jié)點的目的節(jié)點列表中的相應(yīng)位 置信息，否則不作任何出理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在 于，所述的部分(5)包括以下步驟(5.1) 當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，并且重新按需的建立了鄰居表，從鄰居表中搜索目 的節(jié)點是否在自己的一跳范圍內(nèi)，如果在就直接轉(zhuǎn)發(fā)；(5.2) 如果目的節(jié)點不在自己的一跳范圍內(nèi)，則按照一般地理位置中的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策 略進行轉(zhuǎn)發(fā)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在 于，所述的部分(6)包括以下歩驟(6. 1)通常情況下，大多數(shù)節(jié)點都能夠在一個有限的時間間隔內(nèi)建立起準(zhǔn)確的鄰居 表，同時，如果一個請求節(jié)點由于這個有限的時間間隔沒能接收到所有鄰居節(jié)點的鄰居 應(yīng)答消息，并出現(xiàn)確定下一跳路由的操作失敗的情況，則轉(zhuǎn)入第一階段的重試，第一階段的重試如下進行為了等待那些還沒有到達請求節(jié)點的鄰居應(yīng)答消息，按 需地理位置路由協(xié)議算法將重新啟動一個計時器，進一步等待一個額外的時間；當(dāng)這個 時間超時的時候，繼續(xù)嘗試從當(dāng)前建立的鄰居表中確定下一跳；上述步驟可以在一個能 夠容忍的時間期限內(nèi)迭代進行有限次，如果最終仍然不能確定下一跳路由，則進行第二 階段的重試。(6.2)第二階段重試機制具體如下在這個階段的重試開始時，首先它會清空當(dāng)前 的鄰居表，然后發(fā)出一個新的鄰居請求，從頭開始建立一個新的鄰居表，這個步驟也會 在一個設(shè)定的時間內(nèi)，被進行有限次數(shù)的迭代；如果最終仍然失敗，則丟掉當(dāng)前的數(shù)據(jù) 分組隊列中的分組。
全文摘要
一種開車載網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方法，有源節(jié)點發(fā)送目的節(jié)點位置請求信息目的節(jié)點響應(yīng)目的節(jié)點位置請求信息，周期性的更新各個節(jié)點上的目的節(jié)點的位置信息；鄰居請求消息的發(fā)送；鄰居應(yīng)答消息的發(fā)送，位置信息通過車上的GPS系統(tǒng)得到；數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)按照一般地理位置路由協(xié)議中的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)算法進行包的轉(zhuǎn)發(fā)；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中的兩種重試機制當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時使用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)找不到合適的下一跳時啟動重試機制，該機制有兩個階段一個只是增加預(yù)留的等待鄰居表建立的時間；二個是發(fā)出新的鄰居請求消息，完全重新開始建立鄰居表。本發(fā)明很好的保留了現(xiàn)有成熟路由協(xié)議的許多優(yōu)點，無需經(jīng)過大范圍的變更就可以被簡易應(yīng)用在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中。
文檔編號H04W84/18GK101431784SQ20081015376
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者張賽男, 羅詠梅, 金志剛, 閆寧霄 申請人:天津大學(xué)