CN101867992A - 一种车载自组织网络环境下的分群路由方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载自组织网络环境下的分群路由方法，包括以下几个步骤，步骤一：以城市场景中已有的交通基础设施作为群首，将道路网络分成多个群；步骤二：源节点A获取自己与目的节点B的距离D_AB；步骤三：源节点A获取所在群的群首X；步骤四：群首X获取目的节点B的位置坐标及目的节点B所在群的群首Y；步骤五：源节点A所在群的群首X通过骨干网络将数据分组发送给目的节点B所在群的群首Y；步骤六：目的节点B所在群的群首Y将数据分组直接发送给自己群内的目的节点B。本发明利用已有的交通基础设施将网络进行分群，通过在群内和群间采用不同的通信方式，有效减少交通信息的分发时间，从而可以有效缓解城市道路交通拥堵。

Description

一种车载自组织网络环境下的分群路由方法

技术领域

本发明涉及一种车载自组织网络环境下的分群路由方法，属于自组织网络路由技术领域。

背景技术

近年来，交通事故的频繁发生、严重的交通拥塞以及乘车环境的舒适程度等问题越来越受到人们的关注。随着移动自组织网络技术的不断成熟，许多研究者开始将移动自组织网络应用在汽车环境中来解决目前交通所面临的一些问题，这就是车载自组织网络。作为“智能交通系统”的组成部分，以及移动自组织网络的一种具体应用，车载自组织网络相关技术已经得到美国、欧洲和日本等发达国家的重视。

车载自组织网络是移动自组织网络的一个子类，是专门为汽车间通信设计的自组织通信网络。车载自组织网络可以实现车辆间、车辆与路边节点间的多跳无线通信。道路上行驶的车辆，如安装了无线通信模块就可以和附近行驶的车辆实现通信，还可以借助安装在路边的通信基础设施实现和交通控制中心的通信。车载自组织网络的设计目标是建立一个汽车间通信的平台，提高交通安全，为司机和旅客提供方便。

相对于一般的移动自组织网络，车载自组织网络具有以下特点：(1)车辆节点移动速度快，网络拓扑变化快，路径寿命短；(2)车辆节点的分布受道路局限；(3)车辆节点的移动受到道路设施和驾驶者行为的影响；(4)具有比较丰富的外部辅助信息支持，例如，使用GPS可以获取节点的位置信息等。

移动自组织网络下有很多经典的路由方法，由于并不是专门针对车载自组织网络特点所设计，其中多数方法无法在车载自组织网络环境中取得较好的性能。为了使一些经典的移动自组织网络路由方法更适合于车载自组织网络，近年来研究者们提出了一些改进的方法。包括改进的表驱动的路由方法、改进的按需路由方法以及改进的基于地理位置的路由方法。同时，研究者们也提出了一些专用于车载自组织网络的路由方法。以上这些方法虽然考虑了车载自组织网络的特点，但它们的设计是基于传统路由方法思想的，不能很好地处理城市环境下车载自组织网络高动态性等特点对车辆通信带来的不利影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种车载自组织网络环境下的分群路由方法，实现车载自组织网络中信息的高效传输。

本发明一种车载自组织网络环境下的分群路由方法，包括以下几个步骤：

步骤一：以城市场景中已有的交通基础设施作为群首，将道路网络分成多个群；

以城市场景中已有的交通基础设施作为群首，将道路网络分成多个群，每个群中有两种节点：群内成员和群首；所有群的群首之间构成一个骨干网络；

任意一个群的群内成员为源节点A，任意一个群的群内成员为源节点A的目的节点B，源节点A通过车载GPS设备及位置服务获取自己的位置坐标(x_A，y_A)及目的节点B的位置坐标(x_B，y_B)；设各个群的控制范围及群内成员的无线传输范围(即其一跳范围)均为R。

步骤二：源节点A获取自己与目的节点B的距离D_AB；

$D_{\mathrm{AB}}=\sqrt{{(x_A-x_B)}^2+{(y_A-y_B)}^2}$

源节点A判断目的节点B是否在自己一跳范围R内，如果D_AB≤R，则目的节点B在源节点A的一跳范围内，源节点A将直接发送数据分组给目的节点B，否则进行步骤三；

步骤三：源节点A获取所在群的群首X；

道路网络中群首节点为n个，其中群首i的坐标为(x_i，y_i)，0＜i＜n，源节点A分别获取自己与群首i的距离的D_Ai：

$D_{\mathrm{Ai}}=\sqrt{{(x_A-x_i)}^2+{(y_A-y_i)}^2}$

设当i＝X时，源节点A在群首X的控制范围R内，源节点A到群首X的距离D_AX≤R，则源节点A选取群首X作为自己的群首，并将数据分组发送给群首节点X，数据分组头部带有目的节点B的位置坐标；

步骤四：群首X获取目的节点B的位置坐标及目的节点B所在群的群首Y；

如果群首X成功接收数据分组获取目的节点B的位置坐标，则群首X获取目的节点B的位置坐标，并分别获取目的节点B与群首i的距离的D_Bi：

$D_{\mathrm{Bi}}=\sqrt{{(x_B-x_i)}^2+{(y_B-y_i)}^2}$

设当i＝Y时，目的节点B在群首Y的控制范围R内，目的节点B到群首Y的距离D_BY≤R时，则群首X判断群首Y为目的节点B的群首；

否则，返回步骤一，源节点A重新获取自己的位置坐标(x_A，y_A)及目的节点B的位置坐标(x_B，y_B)；

步骤五：源节点A所在群的群首X通过骨干网络将数据分组发送给目的节点B所在群的群首Y；

源节点A所在群的群首X通过骨干网络将数据分组发送给目的节点B所在群的群首Y，如果群首Y成功接收数据分组获取目的节点B的位置坐标，则转入步骤六；否则返回步骤四；

步骤六：目的节点B所在群的群首Y将数据分组直接发送给自己群内的目的节点B；

目的节点B所在群的群首Y将数据分组直接发送给自己群内的目的节点B，如果目的节点B成功接收数据分组，方法结束，否则，返回步骤四。

本发明的优点在于：

本发明通过充分考虑城市场景下车载自组织网络的特点，利用已有的交通基础设施将网络进行分群，所有群的群首之间构成一个骨干网络，在群内和群间采用不同的通信方式。这种分群方式覆盖了整个网络中的所有道路，实现了信息的无缝传输。由于不同群的群内成员节点间不进行直接通信，那么就无需建立群间车辆节点间的链路，避免了节点速度高而导致的路由频繁失效的情况，大大减轻了节点的快速运动对信息传输的影响。本发明能够有效减少交通信息的分发时间，从而可以有效缓解城市道路交通拥堵。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明步骤一的分群示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种车载自组织网络环境下的分群路由方法，流程如图1所示，包括以下几个步骤：

步骤一：以城市场景中已有的交通基础设施作为群首，将道路网络分成多个群；

以城市场景中已有的交通基础设施作为群首，将道路网络分成多个群，如图2所示，每个群中有两种节点：群内成员和群首；所有群的群首之间构成一个骨干网络。

任意一个群内成员为源节点A，另外任意一个群内成员为源节点A的目的节点B，源节点A通过车载GPS设备及位置服务获取自己的位置坐标(x_A，y_A)及目的节点B的位置坐标(x_B，y_B)；设各个群的控制范围及群内成员的无线传输范围(即其一跳范围)均为R，图2中圆的半径即为R。

步骤二：源节点A获取自己与目的节点B的距离D_AB；

$D_{\mathrm{AB}}=\sqrt{{(x_A-x_B)}^2+{(y_A-y_B)}^2}$

源节点A判断目的节点B是否在自己一跳范围R内，如果D_AB≤R，则目的节点B在源节点A的一跳范围内，源节点A将直接发送数据分组给目的节点B，否则进行步骤三；

步骤三：源节点A获取所在群的群首X；

道路网络中群首节点为n个，其中群首i(0＜i＜n)的坐标为(x_i，y_i)，源节点A分别获取自己与群首i(0＜i＜n)的距离的D_Ai：

$D_{\mathrm{Ai}}=\sqrt{{(x_A-x_i)}^2+{(y_A-y_i)}^2}$

设当i＝X时，即源节点A在群首X的控制范围R内，源节点A到群首X的距离D_AX≤R，则源节点A选取群首X作为自己的群首，并将数据分组发送给群首节点X，数据分组头部带有目的节点B的位置坐标。

本发明中群内成员与群首间使用点到点的通信方式。

步骤四：群首X获取目的节点B的位置坐标及目的节点B所在群的群首Y；

如果群首X成功接收数据分组获取目的节点B的位置坐标，则群首X获取目的节点B的位置坐标，并分别获取目的节点B与群首i(0＜i＜n)的距离的D_Bi：

$D_{\mathrm{Bi}}=\sqrt{{(x_B-x_i)}^2+{(y_B-y_i)}^2}$

设当i＝Y时，目的节点B在群首Y的控制范围R内，目的节点B到群首Y的距离D_BY≤R时，则群首X判断群首Y为目的节点B的群首。

否则，返回步骤一，源节点A重新获取自己的位置坐标(x_A，y_A)及目的节点B的位置坐标(x_B，y_B)。

步骤五：源节点A所在群的群首X通过骨干网络将数据分组发送给目的节点B所在群的群首Y；

源节点A所在群的群首X通过骨干网络将数据分组发送给目的节点B所在群的群首Y，如果群首Y成功接收数据分组获取目的节点B的位置坐标，则转入步骤六；否则返回步骤四。

由于群首是已有的交通基础设施，所以群首之间的骨干网络的通信采用有线方式，若采用无线方式，由于群首位置是相对固定的，一般选取表驱动路由算法。

步骤六：目的节点B所在群的群首Y将数据分组直接发送给自己群内的目的节点B。

群内成员与群首间使用点到点的通信方式，所以目的节点B所在群的群首Y将数据分组直接发送给自己群内的目的节点B，如果目的节点B成功接收数据分组，方法结束，否则，返回步骤四。

Claims (3)

1.一种车载自组织网络环境下的分群路由方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一：以城市场景中已有的交通基础设施作为群首，将道路网络分成多个群；

以城市场景中已有的交通基础设施作为群首，将道路网络分成多个群，每个群中有两种节点：群内成员和群首；所有群的群首之间构成一个骨干网络；

任意一个群的群内成员为源节点A，任意一个群的群内成员为源节点A的目的节点B，源节点A通过车载GPS设备及位置服务获取自己的位置坐标(x_A，y_A)及目的节点B的位置坐标(x_B，y_B)；设各个群的控制范围及群内成员的无线传输范围均为R，R即群内成员一跳范围；

步骤二：源节点A获取自己与目的节点B的距离D_AB；

$D_{\mathrm{AB}}=\sqrt{{(x_A-x_B)}^2+{(y_A-y_B)}^2}$

源节点A判断目的节点B是否在自己一跳范围R内，如果D_AB≤R，则目的节点B在源节点A的一跳范围内，源节点A将直接发送数据分组给目的节点B，否则进行步骤三；

步骤三：源节点A获取所在群的群首X；

道路网络中群首节点为n个，其中群首i的坐标为(x_i，y_i)，0＜i＜n，源节点A分别获取自己与群首i的距离的D_Ai：

$D_{\mathrm{Ai}}=\sqrt{{(x_A-x_i)}^2+{(y_A-y_i)}^2}$

设当i＝X时，源节点A在群首X的控制范围R内，源节点A到群首X的距离D_AX≤R，则源节点A选取群首X作为自己的群首，并将数据分组发送给群首节点X，数据分组头部带有目的节点B的位置坐标；

步骤四：群首X获取目的节点B的位置坐标及目的节点B所在群的群首Y；

如果群首X成功接收数据分组获取目的节点B的位置坐标，则群首X获取目的节点B的位置坐标，并分别获取目的节点B与群首i的距离的D_Bi：

$D_{\mathrm{Bi}}=\sqrt{{(x_B-x_i)}^2+{(y_B-y_i)}^2}$

设当i＝Y时，目的节点B在群首Y的控制范围R内，目的节点B到群首Y的距离D_BY≤R时，则群首X判断群首Y为目的节点B的群首；

否则，返回步骤一，源节点A重新获取自己的位置坐标(x_A，y_A)及目的节点B的位置坐标(x_B，y_B)；

步骤五：源节点A所在群的群首X通过骨干网络将数据分组发送给目的节点B所在群的群首Y；

步骤六：目的节点B所在群的群首Y将数据分组直接发送给自己群内的目的节点B；

目的节点B所在群的群首Y将数据分组直接发送给自己群内的目的节点B，如果目的节点B成功接收数据分组，方法结束，否则，返回步骤四。

2.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络环境下的分群路由方法，其特征在于，所述的群内成员与群首间使用点到点的通信方式。

3.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络环境下的分群路由方法，其特征在于，所述的群首之间的骨干网络的通信采用有线或无线方式，若采用无线方式，则采取表驱动路由算法。

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