CN106572512A - 一种车载网络gpsr路由协议中贪婪转发方法 - Google Patents

一种车载网络gpsr路由协议中贪婪转发方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载网络GPSR路由协议改进的贪婪转发规则，改进协议对邻居表信息进行管理，增加定义了一个累计通信时长，即邻居节点之间累计的通信时间，节点之间定时发送包括车辆的位置信息，累计通信时长等信息的hello包，同时，在接收到hello包后会对邻居列表进行更新并且会实时的更新邻居节点列表，当源节点向目的节点发送数据包时，源节点会在自己的邻居节点中查找距离目的节点最近的点，计算出此节点到目的节点的距离，根据这个最近距离，计算出允许的距离范围，在给定的距离范围内通过比较车辆的累计通信时长的大小来进行车辆之间通信稳定性的预测，找到最稳定的下一跳节点；改进的路由协议在进行贪婪转发时既考虑了距离因素又考虑了节点之间的通信稳定性，使得GPSR应用于车载网络中达到了更加良好的效果。

Description

一种车载网络GPSR路由协议中贪婪转发方法
技术领域
本发明涉及一种车载网络GPSR路由协议中贪婪转发方法，属于车载通信网技术领域。
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,由于车辆具有快速移动的特性,因此车间网络是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,如何寻找稳定的路由路径成为一个重要的研究方向。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,GreedyPerimeterstateleSSRouting),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邻居节点列表中,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频繁的车间网络。但在车间网络中,GPSR路由协议尚存在问题，协议在进行贪婪转发时，总是选择邻居列表中地理位置上离目的节点最近的节点作为下一跳,这样选择的下一跳节点通常会处在通信范围的边缘，又由于节点的运动速度变化快，贪婪转发机制选择的下一跳节点很有可能会在数据包到达之前移出通信范围，造成数据包的重传或者丢失，使网络的整体性能降低。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的问题，而提供的一种车载网络GPSR路由协议中贪婪转发方法。
本发明是车载短距离通信网中改进的GPSR路由方法，首先对邻居表信息进行管理,增加定义了一个累计通信时长，即邻居节点之间累计的通信时间。节点之间定时发送包括车辆的位置信息，累计通信时长等信息的hello包，同时，在接收到hello包后会对邻居列表进行更新并且会实时的更新邻居节点列表。当源节点向目的节点发送数据包时，源节点会在自己的邻居节点中查找距离目的节点最近的点，计算出此节点到目的节点的距离，根据这个最近距离，选定出一定的距离范围，在给定的距离范围内通过比较车辆的累计通信时长的大小来进行车辆之间通信稳定性的预测，找到最稳定的下一跳节点。
车载短距离通信网中改进的GPSR路由方法,其步骤为:
S1:源节点接收邻居节点的hello包信息，并将所有邻居节点的信息保存到自己的邻居列表中；
S2：找到邻居节点中距离目的节点最近的点，计算距离值并给出允许的距离范围；
S3:将S2中节点的累计通信时间设定为当前最大的累计时长，累计通信时长计算公式为tlasti＝tlasti-1+tsi-tsi-1，其中tlasti为当前累计通信时长，tlasti-1为上一次累计通信时长，tsi为当前收到hello包时间tsi-1为上一个hello收到时间；
S4：给出一个新的邻居节点的信息；
S5:判断新的邻居节点节点到目的节点的距离是否在给定的距离范围内，若是执行S6；否则跳至S4；
S6：判断节点的累计通信时长是否大于最大的累计时长,若是执行S7；否则跳回S4；
S7：更新最大累计时长：将最大累计通信时长设置为新的邻居节点的累计通信时长；
S8：选定此节点为下一跳节点；
S9：是否遍历完所有邻居节点，若是执行S10；否则跳回S4；
S10：确认下一跳为S8中的节点并输出。
本发明的有益效果：
本发明结合车载网络的特性，针对原GPSR路由协议的贪婪转发算法中选择下一跳节点时存在的不足进行了改进，改进的路由协议在进行贪婪转发时既考虑了距离因素又考虑了节点之间的通信稳定性，使得GPSR应用于车载网络中达到了更加良好的效果。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明实施例的具体实际应用场景示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示，为本发明的附图和实施例。
本实施例的车载无线网络中,各个节点定期向周围的邻居节点发送包含车辆位置、速度、累计通信时长等信息的hello包,各节点同时接收周围其他节点发送的hello包信息,并实时的更新维护邻居节点相关信息的环境信息。
如图1所示,当源节点想要和目的节点通信时,源节点向目的节点发送数据包,利用本发明公开的车载短距离通信网中改进的GPSR路由方法,该数据包的转发过程是:
S1:源节点接收邻居节点的hello包信息，并将所有邻居节点的信息保存到自己的邻居列表中；
S2：找到邻居节点中距离目的节点最近的点，计算距离值并给出允许的距离范围；
S3:将S2中节点的累计通信时间设定为当前最大的累计时长，累计通信时长计算公式为tlasti＝tlasti-1+tsi-tsi-1，其中tlasti为当前累计通信时长，tlasti-1为上一次累计通信时长，tsi为当前收到hello包时间tsi-1为上一个hello收到时间；
S4：给出一个新的邻居节点的信息；
S5:判断新的邻居节点节点到目的节点的距离是否在给定的距离范围内，若是执行S6；否则跳至S4；
S6：判断节点的累计通信时长是否大于最大的累计时长,若是执行S7；否则跳回S4；
S7：更新最大累计时长：将最大累计通信时长设置为新的邻居节点的累计通信时长；
S8：选定此节点为下一跳节点；
S9：是否遍历完所有邻居节点，若是执行S10；否则跳回S4；
S10：确认下一跳为S8中的节点并输出。
如图2所示，在该实际应用场景中以圆圈代表车辆，路面上行驶着共10辆车。
假定源节点S欲与目的节点D通信，源节点S向目的节点D发送数据包，依本发明的方法，该数据包在进行贪婪转发时选择下一跳的过程如下：
源节点S在自己的邻居列表中寻找距离目的节点最近的点，也就是图2中的B，分别计算B与D之间的距离B与S之间的距离确定最大的通信距离范围dmax＝d+λ×dSB，其中λ的取值为0.3，是通过多次实验得到的。通过计算得到了允许的距离范围即图中虚线与实线圆圈的交叉部分，如图其中包含A、B、K三个节点，计算这三个邻居节点与源节点S的累计通信时长tlasti＝tlasti-1+tsi-tsi-1，其中tlasti为当前累计通信时长，tlasti-1为上一次累计通信时长，tsi为当前收到hello包时间tsi-1为上一个hello收到时间。得到累计通信时长最大的作为源节点的下一跳节点，继续按照此方法进行数据包的转发，最终将数据包传送到达目的节点。
本发明结合车载网络的特性，针对原GPSR路由协议的贪婪转发算法中选择下一跳节点时存在的不足进行了改进，改进的路由协议在进行贪婪转发时既考虑了距离因素又考虑了节点之间的通信稳定性，使得GPSR应用于车载网络中达到了更加良好的效果。

Claims (1)

1.一种车载网络GPSR路由协议中贪婪转发方法，其特征在于：
首先对邻居表信息进行管理,增加定义了一个累计通信时长，即邻居节点之间累计的通信时间，节点之间定时发送包括车辆的位置信息，累计通信时长等信息的hello包，同时，在接收到hello包后会对邻居列表进行更新，当源节点S向目的节点发送数据包时，源节点会在自己的邻居节点中查找距离目的节点D最近的点N，计算出此节点到目的节点的距离再计算源节点S到选定出的最近邻居节点N的距离根据这两个距离确定最大的通信距离范围dmax＝d+λ×dSN，其中λ的取值为0.3，是通过多次实验得到的，在给定的距离范围内通过比较车辆的累计通信时长的大小来进行车辆之间通信稳定性的预测，找到最稳定的下一跳节点；
车载网络GPSR路由协议中贪婪转发方法,其步骤为:
S1:源节点接收邻居节点的hello包信息，并将所有邻居节点的信息保存到自己的邻居列表中；
S2：找到邻居节点中距离目的节点最近的点，计算距离值并给出允许的距离范围；
S3:将S2中节点的累计通信时间设定为当前最大的累计时长，累计通信时长计算公式为tlasti＝tlasti-1+tsi-tsi-1，其中tlasti为当前累计通信时长，tlasti-1为上一次累计通信时长，tsi为当前收到hello包时间tsi-1为上一个hello收到时间；
S4：给出一个新的邻居节点的信息；
S5:判断新的邻居节点节点到目的节点的距离是否在给定的距离范围内，若是执行S6；否则跳至S4；
S6：判断节点的累计通信时长是否大于最大的累计时长,若是执行S7；否则跳回S4；
S7：更新最大累计时长：将最大累计通信时长设置为新的邻居节点的累计通信时长；
S8：选定此节点为下一跳节点；
S9：是否遍历完所有邻居节点，若是执行S10；否则跳回S4；
S10：确认下一跳为S8中的节点并输出。
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