CN104579958B - 基于gpsr协议的路由优化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于GPSR协议的路由优化方法及装置，其中的方法包括：根据相邻节点分类算法确定起始节点的同向相邻节点列表(步骤S110)；对同向相邻节点列表中的节点划分贪婪转发区域和周边转发区域(步骤S120)；在贪婪转发区域内是否存在同向相邻节点列表中的节点时，根据贪婪算法从贪婪转发区域内确定一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点(步骤S130)；重复步骤S110～S130，直到目的节点为止。利用上述本发明能够提升路由选择的速率，降低节点数据分组的发送时延，以及保证数据分组发送的成功率；再者，能够增大快速定位到达目的节点的路由的概率，同时能够确定出路由的最优路径。

Description

基于GPSR协议的路由优化方法及装置

技术领域

本发明涉及车载网络数据传输技术领域，更为具体地，涉及一种基于GPSR协议的路由优化方法及装置。

背景技术

随着全球汽车保有量的上升、道路拥堵状况的加剧以及交通事故的频繁发生，提升道路安全的技术和措施越来越多，其中，网络技术的高速发展使得车间网络应运而生。车间网络是将道路上的车辆加入网络，通过车辆间的相互通信，从而感知周围车辆的存在及运行状态，并据此预防潜在的危险。

在车间网络中，车辆作为车间网络的各个节点，由于车辆具有高速移动的特性，因此车间网络也是一个节点快速移动、网络拓扑变化频繁的网络。由于作为节点的车辆移动速度快，使车间网络拓扑时刻发生变化，因此，在车间网络中，如何快速定位节点成为一个重要的研究方向。在定位节点的耗时中，路由查找是占用时长最多的环节，因此，如何快速确定区最优路径成为快速定位节点的关键因素。在自组网的路由协议中，基于位置的路由协议由于比较适应车间网络的特点，在车间网络中成为应用的主流。

在基于位置的路由协议中，最具代表性的是GPSR协议(贪婪周边无状态路由，Greedy Perimeter Stateless Routing)，相较于其它的路由协议来说，GPSR协议是一种无状态的路由，需要车间网络中的节点定期通报自己的位置信息，每个节点将相邻节点的位置信息保存在相邻节点列表中，节点在发送数据前不寻找路由，不保存路由表，直接根据自己、相邻节点以及目的节点的位置信息制定数据转发决策，因此，GPSR协议更加适合拓扑变化快的车间网络。

但在车间网络中，GPSR协议存在以下问题：

第一，GPSR协议是根据当前节点的相邻节点列表选择一跳范围内的最优节点作为数据传输的下一跳节点，GPSR协议只考虑节点的距离，而没有考虑节点的走向问题，如果选择的下一跳节点相对于当前节点是相向而行的，则选择的下一跳节点将会很快移出当前节点的通信范围，造成通信失效。

第二，在根据GPSR协议进行贪婪转发时考虑的是节点间的距离，只有比自身到目的节点更近的中间节点才有资格进行贪婪转发，这种策略可能会造成某些符合条件的中间节点不能进行贪婪转发，导致不能快速定位到达目的节点的区最优路径。

第三，在根据GPSR协议进行周边转发时采用右手法则进行数据转发，简单的按照右手法则进行数据转发可能会造成所选择的路径不是最短的路径，在车载环境中，链路的节点数越多则链路稳定性相对越差，降低了节点间的连通率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于GPSR协议的路由优化方法及装置，以解决GPSR协议在车间网络中适用性不强、连通率不高的问题。

本发明提供基于GPSR协议的路由优化方法，包括：

S110：根据相邻节点分类算法确定起始节点的同向相邻节点列表；

S120：对同向相邻节点列表中的节点划分贪婪转发区域和周边转发区域；

S130：在贪婪转发区域内存在同向相邻节点列表中的节点时，根据贪婪算法从贪婪转发区域内确定一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点；

S140：重复步骤S110～S130，直到目的节点为止。

本发明还提供一种基于GPSR协议的路由优化装置，包括：

相邻节点列表确定单元，用于根据相邻节点分类算法确定起始节点的同向相邻节点列表；

转发区域划分单元，用于对同向相邻节点列表中的节点划分贪婪转发区域和周边转发区域；

下一跳节点确定单元，用于在贪婪转发区域内存在同向相邻节点列表中的节点时，根据贪婪算法从贪婪转发区域内确定一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点；

节点循环单元，用于将下一跳节点确定单元确定出的下一跳节点作为新的起始节点，根据相邻节点列表确定单元、转发区域划分单元和下一跳节点确定单元，重新确定新的起始节点的下一跳节点，直到循环到目的节点为止。

利用上述本发明提供的基于GPSR协议的路由优化方法及装置，首先，通过引入同向相邻节点列表及反向相邻节点列表，将当前节点的相邻节点归类成优先级不同的两大类，在选择路由时，首先从同向相邻节点类别中选取当前节点的下一跳节点，该策略能够提升路由选择的速率，降低数据分组的发送时延，同时选择的路径稳定性相对较高，能够保证数据分组发送的成功率；其次，通过限制区域的贪婪转发策略，确定贪婪转发区域，在该区域内的节点都有贪婪转发的资格，增大快速定位到达目的节点的路由的概率，同时根据贪婪算法能够选择路由的最优路径。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的基于GPSR协议的路由优化方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例的相邻两个时刻节点的位置变化图；

图3为根据本发明实施例的相邻节点列表的划分区域图；

图4为根据本发明实施例的当前节点、相邻节点和目的节点间的位置关系图；

图5为根据本发明实施例的基于GPSR协议的路由优化装置的逻辑结构示意图；

图6为根据本发明另一实施例的基于GPSR协议的路由优化装置的逻辑结构示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在现有的车间网络中，针对GPSR协议适用性不强，连通率不高的问题，本发明对当前节点的相邻节点进行分类，将与起始节点同向相邻节点加入同向相邻列表，将与起始节点反向相邻节点加入反向相邻列表，由于同向的两个节点位置关系相对稳定，相邻节点间的连通率较高，在选择起始节点的下一跳节点时，首先从同向相邻节点列表中选择起始节点的下一跳节点，在同向相邻节点列表中没有节点的情况下，从反向相邻节点列表中按照贪婪转发规则或右手法则选择起始节点的下一跳节点，一直循环到目的节点为止，确定区最优路径，按照区最优路径进行数据转发，据此完成GPSR协议的路由优化。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了基于GPSR协议的路由优化方法的流程。

如图1所示，本发明实施例提供的基于GPSR协议的路由优化方法，包括如下步骤：

S100：根据相邻节点分类算法确定起始节点的同向相邻节点列表。

现有的GPSR协议在起始节点的相邻节点列表中选择下一跳节点时，由于只考虑节点的距离而未考虑节点的方向，如果选择的节点与起始节点方向相反，则下一跳节点会很快移出起始节点的通信范围，从而造成起始节点与下一跳节点的通信失效，这种情况链路稳定性差，从而导致数据的丢包率变大。针对此问题，本发明根据相邻节点分类算法对起始节点的相邻节点进行分类，将与起始节点同向的相邻节点加入同向相邻节点列表中，而与起始节点反向的相邻节点加入反向相邻节点列表中，由于同方向的车辆位置关系变化相对稳定，为了保证链路的稳定性，在选择起始节点的下一跳节点时，优先选择同向相邻节点列表中的节点，在同向相邻节点列表中无节点时，再从反向相邻节点列表中选择起始节点的下一跳节点。

S101：对同向相邻节点列表中的节点划分贪婪转发区域和周边转发区域。

贪婪转发区域内的节点按照贪婪转发模式进行转发，周边转发区域内的节点按照右手法则进行转发，节点区域的划分将在下文中详细说明。

S102：在贪婪转发区域内是否存在同向相邻节点列表中的节点时，利用贪婪算法从贪婪转发区域内确定一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点。

如果贪婪转发区域内存在同向相邻节点列表中的节点，利用贪婪算法从同向相邻节点列表中确定一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点，进行数据的转发；如果贪婪转发区域内不存在同向相邻节点列表中的节点，则判断周边转发区域内是否存在同向相邻节点列表中的节点，如果周边转发区域内存在同向相邻节点列表中的节点，按照右手法则确定到达目的节点的路径，进行数据的转发；如果周边转发区域内不存在同向相邻节点列表中的节点，则在贪婪转发区域内判断是否存在反向相邻节点列表中的节点，如果贪婪转发区域内存在反向相邻节点列表中的节点，利用贪婪算法从反向相邻节点列表中确定一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点，进行数据的转发；如果贪婪转发区域内不存在反向相邻节点列表中的节点，则判断周边转发区域内是否存在反向相邻节点列表中的节点，如果存在，则按照右手法则确定到达目的节点的路径，进行数据转发；如果不存在，则说明起始节点没有相邻节点，无法进行数据的转发。

上述内容说明了如何从同向相邻节点列表中和反向相邻节点列表中选择一个节点作为起始节点的下一跳节点，在选择起始节点的下一跳节点时包括两方面因素：

(1)方向的考虑，优选与起始节点同向的相邻节点；

(2)转发区域的考虑，优选贪婪转发区域内的节点。

按照上面两方面因素，可以按照如下的等级顺序选择最优节点作为起始节点的下一跳节点：

1、贪婪转发区域内的同向相邻节点列表中的节点；

2、周边转发区域内的同向相邻节点列表中的节点；

3、贪婪转发区域内的反向相邻节点列表中的节点；

4、周边转发区域内的反向相邻节点列表中的节点。

其中，1～4的等级由高到低。

选择最优节点作为起始节点的下一跳节点，能够增大快速定位到达目的节点的路径的概率。

S103：重复步骤S100-S102，直到目的节点为止。

根据步骤S100～S102能够确定出起始节点的下一跳节点，起始节点将数据传送给下一跳节点，以下一跳节点作为新的起始节点，再根据步骤S100～S102确定出新的起始节点的下一跳节点，以此循环到目的节点为止，确定出起始节点到目的节点的最优路径，在现有GPSR协议中，完成对路由的优化。

步骤S100～S103，为优化现有GPSR协议中的路由所采取的数据处理步骤，对路由的优化重点在于相邻节点分类算法、相邻节点转发区域的划分以及如何利用贪婪算法在贪婪转发区域中确定最优节点，下面分别对这三个方面进行详细的说明。

一、相邻节点分类算法

将当前节点的相邻节点按照当前节点的方向分成两类，一类与当前节点方向相同，另一类与当前节点的方向相反，对当前节点的相邻节点分类的过程如下：

图2示出了根据本发明实施例的相邻两个时刻节点的位置变化，如图2所示，X代表横轴坐标，Y代表纵轴坐标，S1和S2分别表示相邻两个时刻当前节点的位置，S1和S2位置坐标分别为(S_x1,S_y1)和(S_x2,S_y2)，N1和N2分别表示相邻两个时刻当前节点的一个相邻节点的位置，N1和N2位置坐标分别为(N_x1,N_y1)和(N_x2,N_y2)，则当前节点的移动轨迹可以用向量表示：

相邻节点的移动轨迹用向量表示为：

则当前节点向量与相邻节点向量的夹角θ为：

如果θ∈[0，90°]，则相邻节点与当前节点的方向相同，加入同向相邻节点列表中；

如果θ∈[90°,180°]，则相邻节点与当前节点的方向相反，加入反向相邻节点列表中。

需要说明的是，由于目的节点不存在下一跳节点，因此当前节点为目的节点以外的其它节点，从起始节点开始寻找其下一跳节点，一直循环到目的节点为止。

同向相邻节点列表的优先级高于反向相邻节点列表的优先级，在选择当前节点的下一跳节点时，首选优先级别高的同向相邻节点列表中的节点，可以提升路径选择的速率，降低数据传输延时，由于选择的路径稳定性相对较高，能够保证数据发送的成功率。

二、相邻节点转发区域的划分

在当前节点的相邻节点在经过分类之后，形成同向相邻节点列表和反向相邻节点列表，在同向相邻节点列表或反向相邻节点列表中确定出当前节点的下一跳节点，从而进行数据转发，数据转发分为两种转发模式，一种是贪婪转发模式，另一种是周边转发模式，转发模式的选择也会影响路径选择的速率，由于贪婪转发模式会选择与目的节点最近的相邻节点作为当前节点的下一跳节点，当不存在符合贪婪转发条件的节点时，采用周边转发模式按照右手法则选择节点，确定出路径，进行数据的转发，本实施例将同向相邻节点列表或反向相邻节点列表中的节点划分为贪婪转发区域和周边转发区域，优先选择贪婪转发区域的节点作为起始节点的下一跳节点，进行数据的转发，下面将详细说明贪婪转发区域和周边转发区域的划分方法。

首先对贪婪转发区域和周边转发区域进行说明，以当前节点的发射功率为半径形成圆形覆盖区域，当前节点与目的节点形成一条直线，在圆形覆盖区域中，将垂直于该直线的直径作为分界线，靠近目的节点的半圆区域为相邻节点列表(包括同向相邻节点列表和反向相邻节点列表)中节点的贪婪转发区域，远离目的节点的半圆区域为相邻节点列表中节点的周边转发区域。

图3示出了根据本发明实施例的相邻节点列表的划分区域，相邻节点列表包括同向相邻节点列表和反向相邻节点列表，以同向相邻节点列表中的节点为例，如图3所示，S代表起始节点，D代表目的节点，黑色节点为起始节点S的同向相邻节点列表中的节点，SD代表起始节点和目的节点间的距离，并以SD为半径形成区域覆盖，再以起始节点S为圆心，起始节点S的发射功率为半径形成区域覆盖，两个区域产生交集区域E。

在现有的GPSR协议中，在贪婪转发模式中选择起始节点S的下一跳节点时，只会考虑区域E中的节点，而不会考虑区域R中的节点，这种策略会造成区域R中符合条件的节点不能进行贪婪转发，导致不能快速定位到达目的节点的路径。

在车间网络中，为了能够更快更准确地选择到达目的节点的路径，以及规避现有GPSR协议的问题，本发明中采取限制区域的贪婪转发策略，在起始节点S发射功率的覆盖区域内，以垂直于SD的直径a作为分界线，a的左侧为贪婪转发区域，即E+R区域，在E+R区域内的节点都有进行贪婪转发的资格，如果在E区域内没有符合贪婪转发模式的节点，则会在R区域内继续寻找符合贪婪转发模式的节点；a的右侧为周边转发区域，在贪婪转发区域内没有符合贪婪转发的节点时，在周边转发区域内寻找是否有符合周边转发模式的节点，如果有，按照右手法则对数据进行周边转发，右手法则为公知技术，故在此不再赘述。

上述内容将同向相邻节点列表中的节点划分为贪婪转发区域和周边转发区域，反向相邻节点列表同理，但同向相邻节点列表的优先级高于反向相邻节点列表，优先在同向相邻节点列表中当前节点的选择下一跳节点。

三、利用贪婪算法在贪婪转发区域中确定最优节点

由于在周边转发区域是按照右手法则确定当前节点的下一跳节点，因此无需用到贪婪算法，只有在贪婪转发区域才会用到贪婪算法，贪婪算法用于从同向相邻节点列表或反向相邻节点列表中确定一个处于贪婪转发区域内的最优节点作为当前节点的下一跳节点，从而当前节点将数据转发给其发射范围内的最优节点，即当前节点的下一跳节点，通过贪婪算法的传递确定出到达目的节点的路由，完成在现有GPSR协议中对路由的优化。

另外，在同向相邻节点列表中具有符合转发条件的节点时，优先在同向相邻节点列表中，利益贪婪算法从符合转发条件的节点中确定最优节点。

其中确定最优节点的贪婪算法包括：如图4所示，X代表横轴坐标，Y代表纵轴坐标，S代表当前节点，其位置坐标为(S_x,S_y)；N代表S的相邻节点，其位置坐标为(N_x,N_y)；D代表目的节点，其位置坐标为(D_x,D_y)；

当前节点S到相邻节点N的移动轨迹和起始节点S到目的节点D的移动轨迹分别用向量表示为：

其中，∠NSD表示通过当前节点S经过相邻节点N后向目的节点D偏离的程度，角度越小相邻节点越靠近目的节点。

在贪婪转发区域内，选择同向相邻节点列表中或反向相邻节点列表中∠NSD角度最小的节点为当前节点的最优节点，选择出的最优节点即为当前节点的下一跳节点。

当前节点为目的节点之外的其它节点，从起始节点利用贪婪算法确定起始节点的下一跳节点，一直循环到目的节点为止，确定出起始节点到目的节点的最佳路径，也就是路由，至此完成对现有GPSR协议中路由的优化。

上述本发明通过的基于GPSR协议的路由优化方法，通过引入同向相邻节点列表及反向相邻节点列表，将当前节点的相邻节点归类成优先级不同的两大类，在选择路由时，首先从同向相邻节点类别中选取当前节点的下一跳节点，该策略能够提升路由选择的速率，降低数据分组的发送时延，同时选择的路径稳定性相对较高，能够保证数据分组发送的成功率；再通过限制区域的贪婪转发策略，确定贪婪转发区域，在该区域内的节点都有贪婪转发的资格，增大快速定位到达目的节点的路由的概率，同时根据贪婪算法能够选择路由的最优路径。

与上述方法相对应，本发明还提供一种基于GPSR协议的路由优化装置。

图5示出了根据本发明实施例的基于GPSR协议的路由优化装置的逻辑结构。

如图5所示，本发明实施例提供的基于GPSR协议的路由优化装置500，包括相邻节点列表确定单元510、转发区域划分单元520和下一跳节点确定单元530。

其中，相邻节点列表确定单元510用于根据相邻节点分类算法确定起始节点的同向相邻节点列表和反向相邻节点列表(相邻节点分类算法参考前述方法中的描述)。

转发区域划分单元520用于对同向相邻节点列表或反向相邻节点列表中的节点划分贪婪转发区域和周边转发区域(节点转发区域的划分方法参考前述方法中的描述)。

下一跳节点确定单元530用于在贪婪转发区域内存在同向相邻节点列表中的节点时，根据贪婪算法从贪婪转发区域内确定一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点(参考前述方法中的描述)；

节点循环单元540用于将下一跳节点确定单元确定出的下一跳节点作为新的起始节点，根据相邻节点列表确定单元510、转发区域划分单元520和下一跳节点确定单元530，重新确定新的起始节点的下一跳节点，直到循环到目的节点为止。

图6示出了根据本发明另一实施例的基于GPSR协议的路由优化装置的逻辑结构。

如图6所示，基于GPSR协议的路由优化装置500还包括周边区域同向节点判断单元550，用于在贪婪转发区域内不存在同向相邻节点列表中的节点时，判断周边转发区域内是否存在同向相邻节点列表中的节点；如果存在，根据右手法则确定起始节点与目的节点间的区最优路径(参考前述方法中的描述)。

基于GPSR协议的路由优化装置500进一步包括贪婪区域反向节点判断单元560，用于在周边区域同向节点判断单元550判断出周边转发区域内不存在同向相邻节点列表中的节点时，判断贪婪转发区域内是否存在反向相邻节点列表中的节点；如果存在，下一跳节点确定单元530根据贪婪算法从贪婪转发区域内确定一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点，再根据节点循环单元540循环到目的节点为止(参考前述方法中的描述)。

基于GPSR协议的路由优化装置500还包括周边区域反向节点判断单元570，用于在贪婪区域反向节点判断单元560判断出贪婪转发区域内不存在反向相邻节点列表中的节点时，判断周边转发区域内是否存在反向相邻节点列表中的节点；如果存在，根据右手法则确定起始节点与目的节点间的区最优路径(参考前述方法中的描述)。

利用上述本发明的基于GPSR协议的路由优化方法及装置，首先，通过引入同向相邻节点列表及反向相邻节点列表，将当前节点的相邻节点归类成优先级不同的两大类，在选择路由时，首先从同向相邻节点类别中选取当前节点的下一跳节点，该策略能够提升路由选择的速率，降低数据分组的发送时延，同时选择的路径稳定性相对较高，能够保证数据分组发送的成功率；其次，通过限制区域的贪婪转发策略，确定贪婪转发区域，在该区域内的节点都有贪婪转发的资格，增大快速定位到达目的节点的路由的概率，同时根据贪婪算法能够选择路由的最优路径。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于GPSR协议的路由优化方法，包括：

S110：根据相邻节点分类算法确定起始节点的同向相邻节点列表，其中，根据相邻节点分类算法对所述起始节点的相邻节点进行分类，将与所述起始节点同向的相邻节点加入所述同向相邻节点列表中；如果以S1和S2分别代表相邻两个时刻起始节点的位置，N1和N2分别代表相邻两时刻起始节点的相邻节点的位置，S1和S2的位置坐标分别为(S_x1,S_y1)和(S_x2,S_y2)，同样N1和N2的位置坐标分别为(N_x1,N_y1)和(N_x2,N_y2)，则起始节点和相邻节点的移动轨迹分别用向量表示为：

起始节点向量与邻居节点向量的夹角θ为：

如果θ∈[0，90°]，则所述相邻节点为所述起始节点的同向相邻节点，加入所述同向相邻节点列表；

如果θ∈[90°,180°]，则所述相邻节点为所述起始节点的反向相邻节点，加入所述反向相邻节点列表；

S120：对所述同向相邻节点列表中的节点划分贪婪转发区域和周边转发区域；

S130：在所述贪婪转发区域内存在所述同向相邻节点列表中的节点时，根据贪婪算法从所述贪婪转发区域内确定一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点，向所述下一跳节点转发数据；

S140：重复步骤S110～S130，直到目的节点为止。

2.如权利要求1所述的基于GPSR协议的路由优化方法，其中，在步骤S120后，还包括：判断所述贪婪转发区域内是否存在所述同向相邻节点列表中的节点的步骤；其中，

在所述贪婪转发区域内不存在所述同向相邻节点列表中的节点时，判断所述周边转发区域内是否存在所述同向相邻节点列表中的节点；如果存在，根据右手法则确定所述起始节点与所述目的节点间的最优路径。

3.如权利要求2所述的基于GPSR协议的路由优化方法，其中，

在根据相邻节点分类算法确定所述起始节点的同向相邻节点列表的同时，确定所述起始节点的反向相邻节点列表；

如果所述周边转发区域内不存在所述同向相邻节点列表中的节点，则判断所述贪婪转发区域内是否存在所述反向相邻节点列表中的节点；其中，

如果存在所述反向相邻节点列表中的节点，根据所述贪婪算法从所述贪婪转发区域内确定一个偏离所述目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点；重复步骤S110～S130，直到所述目的节点为止，确定所述起始节点和所述目的节点间的最优路径。

4.如权利要求3所述的基于GPSR协议的路由优化方法，其中，

如果所述贪婪转发区域内不存在所述反向相邻节点列表中的节点，则判断所述周边转发区域内是否存在所述反向相邻节点列表中的节点；如果存在，根据所述右手法则确定所述起始节点与所述目的节点间的最优路径。

5.如权利要求1所述的基于GPSR协议的路由优化方法，其中，在根据贪婪算法从所述贪婪转发区域内确定一个节点作为起始节点的下一跳节点的过程中，

如果以S代表起始节点，其位置坐标为(S_x,S_y)；N代表S的相邻节点，其位置坐标为(N_x,N_y)；D代表目的节点，其位置坐标为(D_x,D_y)；

则起始节点S到相邻节点N的移动轨迹和起始节点S到目的节点D的移动轨迹分别用向量表示为：

则

其中，∠NSD表示通过起始节点S经过相邻节点N后向目的节点D偏离的程度，角度越小相邻节点越靠近目的节点；

在所述贪婪转发区域内，选择∠NSD角度最小的节点为起始节点的下一跳节点。

6.如权利要求1所述的基于GPSR协议的路由优化方法，其中，在对所述同向相邻节点列表中的节点划分贪婪转发区域和周边转发区域的过程中，

如果以S代表起始节点，D代表目的节点，则起始节点S与目的节点D形成直线SD，以起始节点S的发射功率作为半径形成圆形覆盖区域，在圆形覆盖区域中，将垂直于直线SD的直径作为分界线，靠近目的节点的半圆区域为所述同向相邻节点列表中节点的贪婪转发区域，远离目的节点的半圆区域为所述同向相邻节点列表中节点的周边转发区域。

7.一种基于GPSR协议的路由优化装置，包括：

相邻节点列表确定单元，用于根据相邻节点分类算法确定起始节点的同向相邻节点列表，其中，根据相邻节点分类算法对所述起始节点的相邻节点进行分类，将与所述起始节点同向的相邻节点加入所述同向相邻节点列表中；如果以S1和S2分别代表相邻两个时刻起始节点的位置，N1和N2分别代表相邻两时刻起始节点的相邻节点的位置，S1和S2的位置坐标分别为(S_x1,S_y1)和(S_x2,S_y2)，同样N1和N2的位置坐标分别为(N_x1,N_y1)和(N_x2,N_y2)，则起始节点和相邻节点的移动轨迹分别用向量表示为：

起始节点向量与邻居节点向量的夹角θ为：

如果θ∈[0，90°]，则所述相邻节点为所述起始节点的同向相邻节点，加入所述同向相邻节点列表；

如果θ∈[90°,180°]，则所述相邻节点为所述起始节点的反向相邻节点，加入所述反向相邻节点列表；

转发区域划分单元，用于对所述同向相邻节点列表中的节点划分贪婪转发区域和周边转发区域；

下一跳节点确定单元，用于在所述贪婪转发区域内存在所述同向相邻节点列表中的节点时，根据贪婪算法从所述贪婪转发区域内一个偏离目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点，向所述下一跳节点转发数据；

节点循环单元，用于将所述下一跳节点确定单元确定出的下一跳节点作为新的起始节点，根据所述相邻节点列表确定单元、所述转发区域划分单元和所述下一跳节点确定单元，重新确定新的起始节点的下一跳节点，直到循环到目的节点为止。

8.如权利要求7所述的基于GPSR协议的路由优化装置，还包括周边区域同向节点判断单元，用于在所述贪婪转发区域内不存在所述同向相邻节点列表中的节点时，判断所述周边转发区域内是否存在所述同向相邻节点列表中的节点；如果存在，根据右手法则确定所述起始节点与所述目的节点间的最优路径。

9.如权利要求8所述的基于GPSR协议的路由优化装置，还包括贪婪区域反向节点判断单元，用于在所述周边区域同向节点判断单元判断出所述周边转发区域内不存在所述同向相邻节点列表中的节点时，判断所述贪婪转发区域内是否存在所述反向相邻节点列表中的节点；其中，在所述相邻节点列表确定单元根据相邻节点分类算法确定所述起始节点的同向相邻节点列表的同时，确定所述起始节点的反向相邻节点列表；

如果存在，所述下一跳节点确定单元根据所述贪婪算法从所述贪婪转发区域内确定一个偏离所述目的节点角度最小的节点作为起始节点的下一跳节点，再根据所述节点循环单元循环到所述目的节点为止，确定所述起始节点和所述目的节点间的最优路径。

10.如权利要求9所述的基于GPSR协议的路由优化装置，还包括周边区域反向节点判断单元，用于在所述贪婪区域反向节点判断单元判断出所述贪婪转发区域内不存在所述反向相邻节点列表中的节点时，判断所述周边转发区域内是否存在所述反向相邻节点列表中的节点；如果存在，根据所述右手法则确定所述起始节点与所述目的节点间的最优路径。