CN104185164B - 车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法 - Google Patents

车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104185164B
CN104185164B CN201410456705.4A CN201410456705A CN104185164B CN 104185164 B CN104185164 B CN 104185164B CN 201410456705 A CN201410456705 A CN 201410456705A CN 104185164 B CN104185164 B CN 104185164B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mrow
msub
node
neighbors
file data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410456705.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104185164A (zh
Inventor
李长乐
韩晓磊
宋月阳
雷艳乐
郭超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xd Rizhao Pioneer Park Management Co ltd
Original Assignee
XIDIAN-NINGBO INFORMATION TECHNOLOGY INSTITUTE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XIDIAN-NINGBO INFORMATION TECHNOLOGY INSTITUTE filed Critical XIDIAN-NINGBO INFORMATION TECHNOLOGY INSTITUTE
Priority to CN201410456705.4A priority Critical patent/CN104185164B/zh
Publication of CN104185164A publication Critical patent/CN104185164A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104185164B publication Critical patent/CN104185164B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种车辆自组织网络中基于内容完整性和路口的路由方法,其特征在于:(1)收到周期性的HELLO分组的节点计算当前节点i能向邻节点j传输的信息量A;(2)需要传输文件数据包的节点把数据包传送给距离目的节点最近的相邻路口,然后由相邻路口决定向哪个路段上的节点传送,其选择下一跳节点的策略是判断自己的邻居列表中是否存在目的节点且满足A大于或等于Fs,若存在则向目的节点发送数据包,否则继续判断是否存在满足A大于或等于Fs且距离目的地最近的邻节点,则将数据包发送至该邻节点;接收到文件数据包的节点首先判断自己是否为目的节点,如果不是则选择下一跳节点。与现有技术相比,本发明在选择下一跳时就充分考虑内容文件传输成功的完整性,保证内容文件在多跳传输过程中能够完整性的传输。

Description

车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法
技术领域
本发明属于通信技术领域,主要涉及一种车辆自组织网络中内容完整性和地理路口的路由方法。
背景技术
车辆自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,以下简称VANET)是把行驶车辆都转化为移动的无线节点或路由器,利用车辆间的短距离无线通信,形成一个大范围的无线自组织网络。在VANET中,车辆设备之间的通信是通过车辆设备之间的转发来实现的。VANET有其优势之处:功能强大的硬件设备和节点的位置可预测,但又有其劣势,分别为网络拓扑高动态变化、链路质量不稳定及节点分布不均匀。为了提高车辆出行的安全性和便利性,VANET要求能实现远距离车辆设备之间的相互通信。然而,由于无线传输距离的有限性,一跳的传输无法满足这样的要求,需要实现多跳传输,这就涉及多跳传输的路由问题;而且在无线通信方面,VANET呈现出不利的特性,如多个放射物体会降低接收信号的强度和质量以及衰减效应。如何设计高效的路由方法将数据成功快速地发送至目的地是VANET研究领域中的一个重要方向。
各种数字化信息在VANET中总是转化为不同类型的内容文件进行存储和传输,这些内容文件可分为文字内容和视频/音频内容。文字内容包括电子邮件,社交博客等;视频/音频内容包括电影,MP3音乐文件等。而VANET中的娱乐型服务通常归结为连续传输不同类型的内容文件,这些内容文件一般包括图像、文本和视频/音频剪辑。而对于接收端来说,这些内容文件的完整接收,才能保证文件的成功显示和播放。在VANET中内容文件传输很容易受到车辆的动态移动的影响,而VANET中车辆之间的连接时间有限,这会使内容文件的传输在短暂的连接时间内中断,从而导致内容文件的传输失败,并且还会浪费宝贵的带宽资源。
现有典型的路由传输协议有GPCR协议(Greedy Perimeter CoordinatorRouting,简称GPCR)和QRPFVS协议(QoS Routing Protocol For Video Services in AdHoc Neworks,简称QRPFVS),GPCR协议考虑了街道的路口部分,将数据包选择传送方向的功能在街道路口的车辆,而非路口的车辆只会根据上个路口所选择的方向以贪婪模式进行转发,简单的说,就是把数据包传到路口,由路口的车辆决定按哪个方向传送数据包离目的节点最近,因此减少了因穿越建筑物而造成的路径断裂。GPCR协议在传输内容文件(如音频或视频等)时,当前节点选择下一跳节点时仅利用节点移动路径特征及邻节点的位置与数据包中目的节点的位置信息按照其路由策略选择下一跳,而没有考虑节点的高速移动会导致间歇性连接及两个节点之间的链路连接时间非常短暂,因此经常会导致内容文件传输给下一跳时不能成功传输。传输内容文件(如视频信息)的路由协议由于其发送内容的特殊性,使得GPCR协议并不适用于内容文件的传输。而QRPFVS协议虽然考虑路由生存时间和链路带宽,但在转发分组时并不一定能够保证内容文件成功传输,如果在选择下一跳的时候预测内容文件成功传输的可能性作为路由选择的一个因素,就会进一步降低分组丢失率、提高业务完成率等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对内容文件在车辆自组织网络中传输容易失败及浪费带宽的问题,提供一种能提高内容文件传输的成功率、能减少带宽资源的浪费的车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1、车辆自组织网络中的每一个节点各自构造自己的HELLO分组,并周期性地广播自己的HELLO分组:
1a)、车辆自组织网络中的每一个节点从自身配备的GPS接收机和电子地图中获取自身位置的三维坐标信息(x,y,z)、速度信息v、加速度信息a;
1b)、车辆自组织网络中的每一个节点各自构造自己的HELLO分组,HELLO分组包含的信息有:节点的ID号、节点位置的三维坐标信息(x,y,z)、节点的速度信息v和节点的加速度信息a;
步骤2、车辆自组织网络中的每一个节点接收到其它节点的HELLO分组后,建立或更新自己的邻居列表信息,邻居列表信息包括:邻节点的ID号、三维位置坐标信息、邻节点的速度信息、邻节点的加速度信息、以及经由计算得出的在时间△T内本节点与其邻节点之间能够传输的信息量A,在时间△T内本节点与其邻节点之间能够传输的信息量A的计算过程如下:
2a)、车辆自组织网络中的每一个节点根据所有接收到的其他节点的HELLO分组信息,预估本节点与邻节点之间通信链路维持的时间△T,本节点与邻节点之间通信链路维持的时间△T通过下式计算:
R2=((xj+vj_x×ΔT)-(xi+vi_x×ΔT))2+((yj+vj_y×ΔT)-(yi+vi_y×ΔT))2
其中,xj表示邻节点的x轴坐标,yj表示邻节点的y轴坐标,vj_x表示邻节点的x轴上的速度分量,vj_y表示邻节点的y轴上的速度分量,xi表示当前节点的x轴坐标,yi表示当前节点的y轴坐标,vi_x表示当前节点的x轴上的速度分量,vi_y表示当前节点的y轴上的速度分量;
求解上式可得△T,△T就是两节点之间距离保持在直径为R的通信范围之内的时间长度,即本节点与邻节点之间通信链路维持的时间,R为通信直径,是一个预设常量;2b)、预估当前节点i与邻节点j的距离函数H(t):
其中,Θ为服从正态分布的随机变量,vj表示邻节点j的速度信息,vi表示当前节点i的速度信息,aj表示邻节点j的加速度信息,ai表示当前节点i的加速度信息,xj表示邻节点j位置的三维坐标信息中x轴坐标,xi表示当前节点i位置的三维坐标信息中x轴坐标,yj表示邻节点j位置的三维坐标信息中y轴坐标,yi表示当前节点i位置的三维坐标信息中y轴坐标,zj表示邻节点j位置的三维坐标信息中z轴坐标,zi表示当前节点i位置的三维坐标信息中z轴坐标;
2c)、根据当前节点i与邻节点j的距离函数H(t),预估当前节点i与邻节点j的物理层的通信能力C,以下给出了当前节点i与邻节点j的物理层的通信能力C的概率分布函数:
其中,ck为车辆自组织网络中节点发射机的调制速率;m为信号衰减指数,这里m=1,表示服从瑞利衰落;伽玛函数 为热噪声功率,vk是预先设置的阈值,vk+1=∞;K为车辆自组织网络中节点发射机支持的调制速率的个数,k=1,2……K;Ω由下面公式计算:
其中,α1和α2是路径损耗指数,为常量,这里可以取α1=2.1,α2=3.8,d0=100,λ为5.9GHZ频率的波长,aj表示邻节点j的加速度信息,ai表示前节点i的加速度信息;Pt为发射功率,Gt为发射增益,Gr为接收增益;ht为发射天线的长度,hr为接收天线的长度;L为系统损耗因子;
2d)、根据当前节点i与邻节点j的物理层的通信能力C,预估当前节点i与邻节点j之间MAC(Medium Access Control)层的吞吐量R:
其中τ的表达式为W为当前节点i在MAC层退避机制中最小窗口值;
Psuc=(1-τ)N-1,N为节点的个数;
FLi为当前节点i数据包的长度,T为时隙的平均长度,其计算表达式如下:
SlotTime是MAC(Medium Access Control)层DCF(Distributed CoordinationFunction)机制的一个时隙的长度;RTS、CTS及ACK分别是RTS帧、CTS帧及ACK应答帧传输的时间;DIFS是DCF帧间间隔;SIFS是短帧间间隔;E(FL)是传输文件的数据包的平均长度;E(C)是车的平均物理层传输速率,可由C的概率分布函数求得;
2e)、根据当前节点i与邻节点j之间MAC层的吞吐量R,以及当前节点i与邻节点j之间的链路持续时间△T,计算在△T时间内当前节点i能向邻节点j传输的信息量A,
2f)、车辆自组织网络中的每一个节点根据所有接收到的其他节点的HELLO分组信息及预估的该节点能向邻节点传输的信息量A对邻居列表进行更新;
步骤3、需要传输文件数据包的节点根据自身所处位置情况,分以下两种情况分别处理:
若需要传输文件数据包的节点位于路段上,则在需要传输文件数据包的节点所处路段的两个路口中,选择距离目的节点最近的路口作为临时目的路口,并将该临时目的路口的标识号记录至文件数据包的动态地址域中,然后执行步骤4;若需要传输文件数据包的节点位于交叉路口处,则执行步骤6;
步骤4、需要传输文件数据包的节点以文件数据包的动态地址域中的标识号所标识的路口作为临时目的地进行文件数据包的传送,并先检查需要传输文件数据包的节点的邻居列表中是否存在目的节点且满足A大于或等于Fs,Fs为需要传输的文件数据包大小,如果存在,则将需要传输的文件数据包发送至目的节点;若不存在则继续检查需要传输文件数据包的节点的邻居列表中是否存在满足A大于或等于Fs的邻节点,Fs为需要传输的文件数据包大小,如果存在满足A大于或等于Fs的邻节点,则在存在的邻节点中,将需要传输的文件数据包发送至距离临时目的地最近的邻节点,并执行步骤5;
若不存在满足A大于或等于Fs的邻节点,则该需要传输文件数据包的节点采用存储转发的策略,即该需要传输文件数据包的节点在时间△t后继续执行步骤4,其中在△t时间内邻居列表至少更新一次;
步骤5、接收到文件数据包的节点检查文件数据包的目的地址域中的标识号:如果接收到的文件数据包的目的地址域中的标识号与自己的标识号一致,则将该接收的文件数据提交给传输层,路由结束;否则,检查文件数据包的动态地址域中的标识号,并判断接收到文件数据包的节点是否位于交叉路口处,如果接收到文件数据包的节点位于交叉路口,并且接收到的文件数据包的动态地址域中的标识号与自己所位于的交叉路口的标识号一致,则执行步骤6,否则返回步骤4继续执行;
步骤6、在与需要传输文件数据包的节点在其相邻的交叉路口中,选择距离目的节点最近的交叉路口作为临时目的路口,并将该临时目的路口的标识号记录至文件数据包的动态地址域中,然后执行步骤4继续执行。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)、本发明能够考虑车辆自组织网络中移动场景的特征的同时考虑节点的高动态移动性,特别是传输视频文件时在选择下一跳时就充分考虑内容文件传输成功的完整性,保证内容文件在多跳传输过程中能够完整性的传输。
(2)、本发明在当前节点选择下一跳节点的时候充分考虑了与临时目的地的距离及与目的节点的距离、节点间链路生存时间内能够传输的信息量,克服了现有技术中仅仅考虑节点间距离和路径规律选出最佳下一跳而没有考虑内容文件能否完整的传输问题,降低了传输过程中的丢包率以及带宽资源的浪费等。
附图说明
图1为本发明的实现流程图。
具体实施方式
以下结合附图实例对本发明作进一步详细描述。
步骤1、车辆自组织网络中的每一个节点各自构造自己的HELLO分组,并周期性地广播自己的HELLO分组:
1a)、车辆自组织网络中的每一个节点从自身配备的GPS接收机和电子地图中获取自身位置的三维坐标信息(x,y,z)、速度信息v、加速度信息a;
1b)、车辆自组织网络中的每一个节点各自构造自己的HELLO分组,HELLO分组包含的信息有:节点的ID号、节点位置的三维坐标信息(x,y,z)、节点的速度信息v和节点的加速度信息a;
表1 HELLO分组的结构
ID x y z v a
步骤2、车辆自组织网络中的每一个节点接收到其它节点的HELLO分组后,建立或更新自己的邻居列表信息,邻居列表信息包括:邻节点的ID号、三维位置坐标信息、邻节点的速度信息、邻节点的加速度信息、以及经由计算得出的在时间△T内本节点与该邻节点之间能够传输的信息量A,在时间△T内本节点与邻节点之间能够传输的信息量A的计算过程如下:
2a)、车辆自组织网络中的每一个节点根据所有接收到的其他节点的HELLO分组信息,预估本节点与邻节点之间通信链路维持的时间△T,本节点与邻节点之间通信链路维持的时间△T通过下式计算:
R2=((xj+vj_x×ΔT)-(xi+vi_x×ΔT))2+((yj+vj_y×ΔT)-(yi+vi_y×ΔT))2
其中,xj表示邻节点的x轴坐标,yj表示邻节点的y轴坐标,vj_x表示邻节点的x轴上的速度分量,vj_y表示邻节点的y轴上的速度分量,xi表示当前节点的x轴坐标,yi表示当前节点的y轴坐标,vi_x表示当前节点的x轴上的速度分量,vi_y表示当前节点的y轴上的速度分量;
求解上式可得△T,△T就是两节点之间距离保持在直径为R的通信范围之内的时间长度,即本节点与邻节点之间通信链路维持的时间,R为通信直径,是一个预设常量;
2b)、预估当前节点i与邻节点j的距离函数H(t):
其中Θ为服从正态分布的随机变量,vj表示邻节点j的速度信息,vi表示当前节点i的速度信息,aj表示邻节点j的加速度信息,ai表示当前节点i的加速度信息,xj表示邻节点j位置的三维坐标信息中x轴坐标,xi表示当前节点i位置的三维坐标信息中x轴坐标,yj表示邻节点j位置的三维坐标信息中y轴坐标,yi表示当前节点i位置的三维坐标信息中y轴坐标,zj表示邻节点j位置的三维坐标信息中z轴坐标,zi表示当前节点i位置的三维坐标信息中z轴坐标;
2c)、根据当前节点i与邻节点j的距离函数H(t),预估当前节点i与邻节点j的物理层的通信能力C,以下给出了当前节点i与邻节点j的物理层的通信能力C的概率分布函数:
其中,ck为车辆自组织网络中节点发射机的调制速率;m为信号衰减指数,这里m=1,表示服从瑞利衰落;伽玛函数 为热噪声功率,vk是预先设置的阈值,vk+1=∞;K为车辆自组织网络中节点发射机支持的调制速率的个数,k=1,2……K;Ω由下面公式计算:
其中,α1和α2是路径损耗指数,为常量,这里可以取α1=2.1,α2=3.8,d0=100,λ为5.9GHZ频率的波长,aj表示邻节点j的加速度信息,ai表示前节点i的加速度信息;Pt为发射功率,Gt为发射增益,Gr为接收增益;ht为发射天线的长度,hr为接收天线的长度;L为系统损耗因子;
2d)、根据当前节点i与邻节点j的物理层的通信能力C,预估当前节点i与邻节点j之间MAC(Medium Access Control)层的吞吐量R:
其中τ的表达式为W为当前节点i在MAC层退避机制中最小窗口值;
Psuc=(1-τ)N-1,N为节点的个数;
FLi为当前节点i数据包的长度,T为时隙的平均长度,其计算表达式如下:
SlotTime是MAC(Medium Access Control)层DCF(Distributed CoordinationFunction)机制的一个时隙的长度;RTS、CTS及ACK分别是RTS帧、CTS帧及ACK应答帧传输的时间;DIFS是DCF帧间间隔;SIFS是短帧间间隔;E(FL)是传输文件的数据包的平均长度;E(C)是车的平均物理层传输速率,可由C的概率分布函数求得;
2e)、根据当前节点i与邻节点j之间MAC层的吞吐量R,以及当前节点i与邻节点j之间的链路持续时间△T,计算在△T时间内当前节点i能向邻节点j传输的信息量A,
2f)、车辆自组织网络中的每一个节点根据所有接收到的其他节点的HELLO分组信息及预估的该节点能向邻节点传输的信息量A对邻居列表进行更新;
表2 邻居列表
ID1 x1 y1 z1 v1 a1 A1
ID2 x2 y2 z2 v2 a2 A2
ID3 x3 y3 z3 v3 a3 A3
步骤3、需要传输文件数据包的节点根据自身所处位置情况,分以下两种情况分别处理:
若需要传输文件数据包的节点位于路段上,则在需要传输文件数据包的节点所处路段的两个路口中,选择距离目的节点最近的路口作为临时目的路口,并将该临时目的路口的标识号记录至文件数据包的动态地址域中,然后执行步骤4;若需要传输文件数据包的节点位于交叉路口处,则执行步骤6;
步骤4:需要传输文件数据包的节点以文件数据包的动态地址域中的标识号所标识的路口作为临时目的地进行文件数据包的传送,并先检查需要传输文件数据包的节点的邻居列表中是否存在目的节点且满足A大于或等于Fs,Fs为需要传输的文件数据包大小,如果存在,则将需要传输的文件数据包发送至目的节点;若不存在则继续检查需要传输文件数据包的节点的邻居列表中是否存在满足A大于或等于Fs的邻节点,Fs为需要传输的文件数据包大小,如果存在满足A大于或等于Fs的邻节点,则在存在的邻节点中,将需要传输的文件数据包发送至距离临时目的地最近的邻节点,并执行步骤5;
若不存在满足A大于或等于Fs的邻节点,则该需要传输文件数据包的节点采用存储转发的策略,即该需要传输文件数据包的节点在时间△t后继续执行步骤4,其中在△t时间内邻居列表至少更新一次;
步骤5、接收到文件数据包的节点检查文件数据包的目的地址域中的标识号:如果接收到的文件数据包的目的地址域中的标识号与自己的标识号一致,则将该接收的文件数据提交给物理层,路由结束;否则,检查文件数据包的动态地址域中的标识号,并判断接收到文件数据包的节点是否位于交叉路口处,如果接收到文件数据包的节点位于交叉路口,并且接收到的文件数据包的动态地址域中的标识号与自己所位于的交叉路口的标识号一致,则执行步骤6,否则返回步骤4继续执行;
步骤6、需要传输文件数据包的节点在其相邻的交叉路口中,选择距离目的节点最近的交叉路口作为临时目的路口,并将该临时目的路口的标识号记录至文件数据包的动态地址域中,然后执行步骤4继续执行。
本发明在车辆自组织网络中的路由策略充分考虑VANET网络中的实际移动的路径特征,并且当前节点选择下一跳节点的时候充分考虑了与目的节点的距离或与临时目的路口的距离、节点间链路持续时间内能够传输的信息量的大小,及节点间链路持续时间和在节点间链路持续时间内能够传输的信息量,克服了现有技术中仅仅考虑与目的节点的距离选出最佳下一跳时而没有考虑内容文件能否完整的传输问题,降低了传输过程中的丢包率以及带宽资源的浪费等问题。

Claims (1)

1.一种车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1、车辆自组织网络中的每一个节点各自构造自己的HELLO分组,并周期性地广播自己的HELLO分组:
1a)、车辆自组织网络中的每一个节点从自身配备的GPS接收机和电子地图中获取自身位置的三维坐标信息(x,y,z)、速度信息v、加速度信息a;
1b)、车辆自组织网络中的每一个节点各自构造自己的HELLO分组,HELLO分组包含的信息有:节点的ID号、节点位置的三维坐标信息(x,y,z)、节点的速度信息v和节点的加速度信息a;
步骤2、车辆自组织网络中的每一个节点接收到其它节点的HELLO分组后,建立或更新自己的邻居列表信息,邻居列表信息包括:邻节点的ID号、三维位置坐标信息、邻节点的速度信息、邻节点的加速度信息、以及经由计算得出的本节点与其邻节点在两节点链路维持时间△T内之间能够传输的信息量A,在时间△T内本节点与邻节点之间能够传输的信息量A的计算过程如下:
2a)、车辆自组织网络中的每一个节点根据所有接收到的其他节点的HELLO分组后,预估本节点与邻节点之间通信链路维持的时间△T,本节点与邻节点之间通信链路维持的时间△T通过下式计算:
R2=((xj+vj_x×△T)-(xi+vi_x×△T))2+((yj+vj_y×△T)-(yi+vi_y×△T))2
其中,xj表示邻节点x轴坐标,yj表示邻节点y轴坐标,vj_x表示邻节点x轴上的速度分量,vj_y表示邻节点y轴上的速度分量,xi表示当前节点x轴坐标,yi表示当前节点y轴坐标,vi_x表示当前节点的x轴上的速度分量,vi_y表示当前节点的y轴上的速度分量;
求解上式可得△T,△T就是两节点之间距离保持在直径为R的通信范围之内的时间长度,即本节点与邻节点之间通信链路维持的时间,R为通信直径,是一个预设常量;
2b)、预估当前节点i与邻节点j的距离函数H(t):
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>H</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>H</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>0</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>v</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>v</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mi>t</mi> <mo>+</mo> <mi>&amp;Theta;</mi> <msqrt> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>a</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>a</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msqrt> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>H</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>0</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>z</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>z</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
其中Θ为服从正态分布的随机变量,vj表示邻节点j的速度信息,vi表示当前节点i的速度信息,aj表示邻节点j的加速度信息,ai表示当前节点i的加速度信息,xj表示邻节点j位置的三维坐标信息中x轴坐标,xi表示当前节点i位置的三维坐标信息中x轴坐标,yj表示邻节点j位置的三维坐标信息中y轴坐标,yi表示当前节点i位置的三维坐标信息中y轴坐标,zj表示邻节点j位置的三维坐标信息中z轴坐标,zi表示当前节点i位置的三维坐标信息中z轴坐标;
2c)、根据当前节点i与邻节点j的距离函数H(t),预估当前节点i与邻节点j的物理层的通信能力C,以下给出了当前节点i与邻节点j的物理层的通信能力C的概率分布函数:
<mrow> <mi>Pr</mi> <mo>{</mo> <mi>C</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> <mo>}</mo> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>K</mi> </munderover> <mi>Pr</mi> <mo>{</mo> <mi>C</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>}</mo> </mrow>
其中,ck为车辆自组织网络中节点发射机的调制速率;m为信号衰减指数,这里m=1,表示服从瑞利衰落;伽玛函数 为热噪声功率,vk是预先设置的阈值,vk+1=∞;K为车辆自组织网络中节点发射机支持的调制速率的个数,k=1,2……K;Ω由下面公式计算:
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>&amp;Omega;</mi> <mo>=</mo> <mi>E</mi> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>d</mi> <mo>=</mo> <mo>|</mo> <mi>H</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
<mrow> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mn>10</mn> <msub> <mi>&amp;alpha;</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>log</mi> <mn>10</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>d</mi> <msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&lt;</mo> <mi>d</mi> <mo>&lt;</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>c</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mn>10</mn> <msub> <mi>&amp;alpha;</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>log</mi> <mn>10</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>d</mi> <msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mn>10</mn> <msub> <mi>&amp;alpha;</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>log</mi> <mn>10</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>d</mi> <msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
<mrow> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>t</mi> </msub> <msub> <mi>G</mi> <mi>t</mi> </msub> <msub> <mi>G</mi> <mi>r</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <msubsup> <mi>h</mi> <mi>t</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <msubsup> <mi>h</mi> <mi>r</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> <mrow> <msubsup> <mi>d</mi> <mn>0</mn> <mn>4</mn> </msubsup> <mi>L</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中,α1和α2是路径损耗指数,为常量d0=100,λ为5.9GHZ频率的波长,aj表示邻节点j的加速度信息,ai表示当前节点i的加速度信息;Pt为发射功率,Gt为发射增益,Gr为接收增益;ht为发射天线的长度,hr为接收天线的长度;L为系统损耗因子;
2d)、根据当前节点i与邻节点j的物理层的通信能力C,预估当前节点i与邻节点j之间MAC(Medium Access Control)层的吞吐量R:
<mrow> <mi>R</mi> <mo>=</mo> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>C</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>&amp;tau;P</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>u</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>FL</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mi>T</mi> </mfrac> </mrow>
其中τ的表达式为W为当前节点i在MAC层退避机制中最小窗口值;
Psuc=(1-τ)N-1,N为节点的个数;
FLi为当前节点i数据包的长度,T为时隙的平均长度,其计算表达式如下:
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>T</mi> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>&amp;tau;</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mi>N</mi> </msup> <mi>S</mi> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>t</mi> <mi>T</mi> <mi>i</mi> <mi>m</mi> <mi>e</mi> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>&amp;tau;</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mi>N</mi> </msup> <mo>-</mo> <mi>N</mi> <mi>&amp;tau;</mi> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>&amp;tau;</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <msub> <mi>T</mi> <mi>c</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>N</mi> <mi>&amp;tau;</mi> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>&amp;tau;</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>,</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>c</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>R</mi> <mi>T</mi> <mi>S</mi> <mo>+</mo> <mi>D</mi> <mi>I</mi> <mi>F</mi> <mi>S</mi> <mo>+</mo> <mi>S</mi> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>t</mi> <mi>T</mi> <mi>i</mi> <mi>m</mi> <mi>e</mi> <mo>,</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>R</mi> <mi>T</mi> <mi>S</mi> <mo>+</mo> <mn>3</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mi>S</mi> <mi>I</mi> <mi>F</mi> <mi>S</mi> <mo>+</mo> <mn>4</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mi>S</mi> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>t</mi> <mi>T</mi> <mi>i</mi> <mi>m</mi> <mi>e</mi> <mo>+</mo> <mi>C</mi> <mi>T</mi> <mi>S</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <mi>E</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>F</mi> <mi>L</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>E</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>C</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>A</mi> <mi>C</mi> <mi>K</mi> <mo>+</mo> <mi>D</mi> <mi>I</mi> <mi>F</mi> <mi>S</mi> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
SlotTime是MAC(Medium Access Control)层DCF(Distributed CoordinationFunction)机制的一个时隙的长度;RTS、CTS及ACK分别是RTS帧、CTS帧及ACK应答帧传输的时间;DIFS是DCF帧间间隔;SIFS是短帧间间隔;E(FL)是传输文件的数据包的平均长度;E(C)是车的平均物理层传输速率,可由C的概率分布函数求得;
2e)、根据当前节点i与邻节点j之间MAC层的吞吐量R,以及当前节点i与邻节点j之间的链路持续时间△T,计算在△T时间内当前节点i能向邻节点j传输的信息量A,
2f)、车辆自组织网络中的每一个节点根据所有接收到的其他节点的HELLO分组信息及预估的该节点能向邻节点传输的信息量A对邻居列表进行更新;
步骤3、需要传输文件数据包的节点根据自身所处位置情况,分以下两种情况分别处理:
若需要传输文件数据包的节点位于路段上,则在需要传输文件数据包的节点所处路段的两个路口中,选择距离目的节点最近的路口作为临时目的路口,并将该临时目的路口的标识号记录至文件数据包的动态地址域中,然后执行步骤4;
若需要传输文件数据包的节点位于交叉路口处,则执行步骤6;
步骤4、需要传输文件数据包的节点以文件数据包的动态地址域中的标识号所标识的路口作为临时目的地进行文件数据包的传送,并先检查需要传输文件数据包的节点的邻居列表中是否存在目的节点且满足A大于或等于Fs,Fs为需要传输的文件数据包大小,如果存在,则将需要传输的文件数据包发送至目的节点;若不存在则继续检查需要传输文件数据包的节点的邻居列表中是否存在满足A大于或等于Fs的邻节点,Fs为需要传输的文件数据包大小,如果存在满足A大于或等于Fs的邻节点,则在存在的邻节点中,将需要传输的文件数据包发送至距离临时目的地最近的邻节点,并执行步骤5;
若不存在满足A大于或等于Fs的邻节点,则该需要传输文件数据包的节点采用存储转发的策略,即该需要传输文件数据包的节点在时间△t后继续执行步骤4,其中在△t时间内邻居列表至少更新一次;
步骤5、接收到文件数据包的节点检查文件数据包的目的地址域中的标识号:如果接收到的文件数据包的目的地址域中的标识号与自己的标识号一致,则将该接收的文件数据提交给物理层,路由结束;否则,检查文件数据包的动态地址域中的标识号,并判断接收到文件数据包的节点是否位于交叉路口处,如果接收到文件数据包的节点位于交叉路口,并且接收到的文件数据包的动态地址域中的标识号与自己所位于的交叉路口的标识号一致,则执行步骤6,否则返回步骤4继续执行;
步骤6、需要传输文件数据包的节点在其所在位置相邻的交叉路口中,选择距离目的节点最近的交叉路口作为临时目的路口,并将该临时目的路口的标识号记录至文件数据包的动态地址域中,然后执行步骤4继续执行。
CN201410456705.4A 2014-09-10 2014-09-10 车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法 Expired - Fee Related CN104185164B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410456705.4A CN104185164B (zh) 2014-09-10 2014-09-10 车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410456705.4A CN104185164B (zh) 2014-09-10 2014-09-10 车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104185164A CN104185164A (zh) 2014-12-03
CN104185164B true CN104185164B (zh) 2017-11-24

Family

ID=51965838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410456705.4A Expired - Fee Related CN104185164B (zh) 2014-09-10 2014-09-10 车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104185164B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105657777B (zh) * 2016-03-14 2018-11-20 西安电子科技大学 基于链路质量和节点转发能力的路由协议设计方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6744777B1 (en) * 1998-10-05 2004-06-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Data transfer method and data transfer system
CN102137462A (zh) * 2011-04-19 2011-07-27 西安电子科技大学 车辆自组织网络中基于预测的交叉路口处的路由方法
CN102231896A (zh) * 2011-07-21 2011-11-02 西安电子科技大学 基于负载均衡的卫星网络按需路由方法
CN102340838A (zh) * 2011-07-18 2012-02-01 西安电子科技大学 无线体域网中延长网络生存时间的媒体接入控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6744777B1 (en) * 1998-10-05 2004-06-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Data transfer method and data transfer system
CN102137462A (zh) * 2011-04-19 2011-07-27 西安电子科技大学 车辆自组织网络中基于预测的交叉路口处的路由方法
CN102340838A (zh) * 2011-07-18 2012-02-01 西安电子科技大学 无线体域网中延长网络生存时间的媒体接入控制方法
CN102231896A (zh) * 2011-07-21 2011-11-02 西安电子科技大学 基于负载均衡的卫星网络按需路由方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《车辆自组织网络的地理路由和机会路由协议研究》;赵春春;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(信息科技辑)》;20130926(第S2期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104185164A (zh) 2014-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Peng et al. AHBP: An efficient broadcast protocol for mobile ad hoc networks
Sanguesa et al. RTAD: A real-time adaptive dissemination system for VANETs
Chen et al. A connectivity-aware intersection-based routing in VANETs
Chahal et al. Optimal path for data dissemination in vehicular ad hoc networks using meta-heuristic
Alves Junior et al. Routing in vehicular ad hoc networks: main characteristics and tendencies
Wu et al. Efficient broadcasting in VANETs using dynamic backbone and network coding
CN104135436A (zh) 一种车辆自组织网络路由选择方法
Wu et al. Can we generate efficient routes by using only beacons? Backbone routing in VANETs
US8681620B2 (en) Method for notifying about/avoiding congestion situation of data transmission in wireless mesh network, and mesh node for the same
CN109803342B (zh) 一种面向能量均衡的无人机自组织网络路由方法
CN105101262B (zh) 一种高动态无线车载网络中基于tdma协议的移动预测方法
KR102346653B1 (ko) 강화학습 기반 uav 애드혹 네트워크 중계 시스템
CN104185164B (zh) 车辆自组织网络中基于内容完整性和地理路口的路由方法
Kumar et al. Simulation based performance analysis of routing protocols using random waypoint mobility model in mobile ad hoc network
Khaliq et al. Novel routing framework for VANET considering challenges for safety application in city logistics
Abada et al. Improving routing performances to provide internet connectivity in VANETs over IEEE 802.11 p
Amaya et al. Traffic-aware beacon interval for position-based protocols in VANETs
Kasana et al. Multimetric next hop vehicle selection for geocasting in vehicular ad-hoc networks
CN104184829B (zh) 车辆自组织网络中基于内容完整性和位置信息的路由方法
Chen et al. A delay‐bounded routing protocol for vehicular ad hoc networks with traffic lights
Gawas et al. Cross layer approach for effective multi hop broadcast in VANET
Ji et al. Context-aware unified routing for VANETs based on virtual clustering
Lee et al. AODV with intelligent priority flow scheme for multi-hop ad hoc networks
JP4396976B2 (ja) 車車間通信装置
Wang et al. Reducing wireless multi‐hop delay via RSU re‐routing in vehicular wireless networks

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191008

Address after: 276800 first floor, A6 North building, electronic information industrial park, Gaoxin 7th Road, high tech Zone, Rizhao City, Shandong Province

Patentee after: XD (Rizhao) Pioneer Park Management Co.,Ltd.

Address before: West Street in the official Zhejiang city of Ningbo province Zhenhai District 315200 Village No. 777 Gen E WITHUB 42

Patentee before: Xidian-Ningbo Information Technology Institute

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171124

Termination date: 20210910