EP2030381A1 - Procede de routage de paquets de donnees dans un reseau de noeuds mobiles et terminal associe - Google Patents

Procede de routage de paquets de donnees dans un reseau de noeuds mobiles et terminal associe

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Publication number
EP2030381A1
EP2030381A1 EP07766053A EP07766053A EP2030381A1 EP 2030381 A1 EP2030381 A1 EP 2030381A1 EP 07766053 A EP07766053 A EP 07766053A EP 07766053 A EP07766053 A EP 07766053A EP 2030381 A1 EP2030381 A1 EP 2030381A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
node
intersection
vehicle
destination intersection
intersections
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.)
Withdrawn
Application number
EP07766053A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sidi-Mohammed Senouci
Moez Jerbi
Rabah Meraihi
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.)
Orange SA
Original Assignee
France Telecom SA
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 France Telecom SA filed Critical France Telecom SA
Publication of EP2030381A1 publication Critical patent/EP2030381A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/34—Modification of an existing route
    • H04W40/38—Modification of an existing route adapting due to varying relative distances between nodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02—Topology update or discovery
    • H04L45/06—Deflection routing, e.g. hot-potato routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/20—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on geographic position or location
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Definitions

  • a method of routing data packets in a mobile node network and associated terminal is a method of routing data packets in a mobile node network and associated terminal.
  • the invention lies in the field of ad-hoc communication networks.
  • Ad-hoc networks are communication networks, using the radio medium. They consist of mobile and / or fixed nodes having the property of constituting automatically and dynamically a network capable of conveying packets from one point of the network to another when a radio communication is established between a node and his neighbors.
  • packets are transmitted directly between the source node and the destination node if the destination node is in the source node's connectivity area or via neighboring intermediate nodes if the destination node is out of range of the source node.
  • ad-hoc networks enable the instant deployment of communication networks without pre-existing infrastructure or centralized management.
  • the formation of the network is done dynamically, the set of management tasks being distributed among all the nodes of the network.
  • ad-hoc networks The main characteristic of ad-hoc networks is that the nodes belonging to this network play, or can play, the role of routers. The nodes are therefore themselves responsible for establishing and maintaining network connectivity in a continuous manner. This is achieved through the use of specific routing protocols that allow the nodes to exchange routing information between neighboring nodes and calculate communication paths to all other nodes in the network. These routing protocols emit messages periodically to update the topology of the ad-hoc network (ie to identify the nodes and the links between the nodes).
  • the invention relates to a routing method for transmitting data packets between a source node and a target node belonging to an ad-hoc network formed by mobile nodes moving along the lanes of a geographical network. wherein the nodes are used as vectors to route the data packets to the target node.
  • the invention finds a privileged but nonlimiting use in the vehicular ad-hoc networks commonly called VANETs ("Vehicular Ad-hoc NETworks”) and in urban environments.
  • IVC inter-vehicular wireless communication
  • each vehicle is equipped with a short-range wireless transmission technology, enabling it to receive and transmit radio frequency signals so as to form, in cooperation with the other vehicles, a temporary communication network.
  • the routing of data packets from a source vehicle to a target vehicle is provided by a routing protocol in which the data packets are successively relayed by one or more vehicle (s) moving along the paths of the vehicle. road network between the source vehicle and the target vehicle.
  • Most of the existing routing protocols are based on a geographic routing that exploits local information about the explicit geographical position of the nodes of the network in order to make a decision to transfer the data packets.
  • GSR Geographic Source Routing
  • a source vehicle wishing to transmit a data packet to a target vehicle calculates the shortest routing path to reach that target vehicle, based on the geographical information of a road map. Note that the routing path in question is calculated in its entirety, using for example the algorithm of Jikstra.
  • the source vehicle selects a sequence of intersections through which the data packet must pass in order to reach the target vehicle.
  • This sequence of intersections is constituted by a set of fixed geographical points of passage of the data packet.
  • a disadvantage of the GSR protocol is that, in some cases, the selection of the sequence of intersections involves roads on which there are not enough vehicles to ensure good connectivity, which has the detrimental effect of increasing the packet loss rate.
  • the step of determining the routing path in its entirety to reach the target vehicle is a computationally heavy operation. This operation being carried out only at the source node, the GSR protocol does not allow to follow the revolution of a target vehicle on the move.
  • a packet-carrying node always tries to relay this packet to a neighboring node that is closer to the target vehicle than the carrier node itself.
  • the neighboring node Upon receipt of the data packet, the neighboring node in turn becomes a carrier node which in turn seeks to relay the packet to a neighboring node and so on.
  • this relay strategy may fail in the particular case where no neighboring node of the bearer node is closer to the target node than the bearer node itself. This situation is called "local optimum" and requires a recovery solution.
  • a second routing protocol called A-STAR Automated Street and Traffic Aware Routing
  • GSR Global System for Mobile Communications
  • these traffic data are static (for example based on statistics) and are therefore not adapted to an urban network in which road traffic is constantly changing over time.
  • the existing routing protocols in the context of inter-vehicular communications do not currently take into account the spatio-temporal variations in the density of road traffic, nor the presence of multi-directional and multi-directional lanes.
  • the present invention makes it possible to overcome the drawbacks mentioned above, by proposing a method for routing at least one data packet between a source node and a target node in an ad-hoc network comprising a network. plurality of mobile nodes. These nodes move along traffic lanes of a given geographical network, in which the lanes form between them a plurality of intersections. This process comprises:
  • the routing method according to the invention allows a progressive routing of the data packets, by successive transfer of node in node, to the target node, each node selecting an intermediate destination intersection through which the data packets are to transit.
  • we progressively trace the route of the data packets through the determined geographical network, thus making it possible to follow, almost instantaneously, the evolution of the topology of the ad hoc network in which the mobile nodes are in motion. perpetual.
  • the method of the invention allows transmissions of packets over much greater distances than those permitted by existing routing protocols. Indeed, the greater the distance to be traveled between the source node and the target node, the greater the transmission time between these two nodes. The higher the transmission time, the higher the probability of changes in the topography of the ad-hoc network. Without frequent calculation of the routing path, the loss rate of packets to be transmitted to the target node quickly becomes important, as in the case of existing protocols.
  • the routing method of the invention can route data packets from a source node to a target node by minimizing end-to-end delay while providing a low rate of packet loss.
  • the target node can be fixed (for example, reception point in a service station) or mobile (for example, a moving vehicle).
  • the routing method according to the invention is particularly suitable for ad-hoc networks in which the nodes move constantly and rapidly, the network topology changes are frequent, and the connection lifetimes of the short mobile nodes (especially in the case of multi-hop paths).
  • the step of selecting a new destination intersection is executed if the node carrying the data packet is located at the selected intersection of destination, called current intersection.
  • the mobile node carrying the data packets selects a destination intersection among the candidate intersections as a function of at least real-time traffic conditions on a signal path. traffic connecting the candidate intersection to the current intersection.
  • the carrier mobile node selects the destination intersection among the candidate intersections as a function of the proximity of the candidate intersection to the target node.
  • the carrier mobile node selects the destination intersection which is located geographically closest to the target node and to which the traffic conditions are optimal.
  • each node keeps up to date at least one of the parameters belonging to the group comprising the position, the speed and the direction of movement of its neighboring neighboring nodes.
  • the carrier node selects a neighboring mobile node as a function of the speed and / or the advancement position of the neighboring node towards the selected destination intersection.
  • the latter determines, by an estimation calculation, the neighboring node that is closest to the destination intersection.
  • the neighbor node selected by the carrier node is the one that is closest to the destination intersection and moves toward it at a higher speed.
  • each node maintains up-to-date measurements relating to the position, the speed and the direction of movement of its neighboring nodes and in that the step of searching for at least one neighboring mobile node of the data packet carrying node and closer to the selected destination intersection than the bearer node, comprises a prediction step, in which, from these measurements, the current position of a node is predicted at a current time neighbour.
  • T 1J represents the traffic density of moving nodes between the current intersection and the destination intersection
  • D 3 represents the curvimetric distance of the routing path that links the destination intersection to the target node; ⁇ and ⁇ represent correction factors; f is a road traffic density function and is such that 0 ⁇ UCT 0 ) ⁇ 1; and
  • the invention also relates to a communication terminal intended to be used by a mobile node of an ad-hoc network for routing data packets to a target node of the ad-hoc network, said ad-hoc network comprising a plurality mobile nodes moving along roads of a given geographical network, the traffic lanes forming between them a plurality of intersections.
  • the terminal according to the invention comprises:
  • the terminal according to the invention comprises means for selecting the destination intersection as a function of the proximity thereof to the target node.
  • the terminal according to the invention comprises means for keeping up to date the position, the speed and the direction of movement of its neighboring neighboring nodes.
  • the terminal according to the invention comprises means for selecting a neighboring mobile node as a function of the speed and / or the advancing position of this node towards the selected destination intersection. .
  • the invention also relates to a wireless communication system comprising a plurality of mobile nodes interconnected according to an ad-hoc structure, these nodes moving along traffic lanes of a given geographical network forming between them a plurality of intersections, in which nodes equipped with a communication terminal as described above.
  • a data packet to be routed to a target node will be routed progressively to it in successive node-to-node jumps on traffic lanes on which enough mobile nodes are moving in order to provide a node. adequate connectivity rate.
  • the various steps of the data packet routing method described above are determined by computer program instructions.
  • the invention is also directed to a computer program comprising instructions for executing the steps of the data packet routing method described above, when this program is executed by a computer.
  • This program can use any programming language and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other form desirable shape.
  • the invention also relates to a computer-readable recording medium on which is recorded a computer program comprising instructions for performing the steps of the method of routing data packets described above.
  • the information carrier may be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium may comprise storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording medium, for example a floppy disk or a disk. hard.
  • the information medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the program according to the invention can be downloaded in particular on an Internet type network.
  • the information carrier may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method of routing data packets according to the invention.
  • FIG. 1 schematically illustrates a road network in which vehicles of an ad-hoc network circulate
  • FIG. 2 illustrates in flowchart form, an iteration of the method of routing data packets according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3 illustrates in flowchart form, the steps for selecting a destination intersection, according to one embodiment of the invention
  • FIG. 4 schematically illustrates an example of implementation of a selection of a destination intersection, in a particular configuration of an urban inter-vehicular ad-hoc network
  • FIG. 5A and 5B illustrate in time and schematically, an implementation of the data packet relay P between two successive intersections, according to one embodiment of the invention.
  • FIGS. 6A and 6B schematically illustrate an example of implementation of the recovery strategy in the presence of a local optimum, according to one embodiment of the invention.
  • the invention will now be described in detail in the context of an ad-hoc inter-vehicular network intended in particular to provide services with a high degree of connectivity, such as web browsing, instant messaging, file sharing or the games in real time.
  • the protocol according to the invention is also suitable for applications such as road safety or cooperative driving.
  • FIG. 1 schematically represents an ad hoc network comprising a plurality of vehicles 1 to 14 moving along lanes L1, L2, L3, C1, C2 of a determined road network, a source vehicle S transmitting data packets P, and a target vehicle to which the packet P of data is intended.
  • the road network 10 comprises a plurality of "horizontal" lanes Ll, L2, L3 and “vertical” C1, C2 in the plane of Figure 1, these lanes Ll, L2, L3, C1, C2 forming between them a plurality intersections II, 12, 13, 14, 15.
  • traffic lanes intersecting at right angles.
  • the present invention applies equally to any configuration of traffic plan comprising in particular traffic lanes forming between them any angle.
  • Each vehicle of the ad-hoc network is equipped, for example, with a geographical location device such as a GPS receiver ("Global Positioning System") coupled to a location service of the GLS (Grid Location Service) type, so that each vehicle of the ad-hoc network is localizable.
  • a geographical location device such as a GPS receiver ("Global Positioning System") coupled to a location service of the GLS (Grid Location Service) type, so that each vehicle of the ad-hoc network is localizable.
  • the GPS receiver allows a vehicle to determine its own geographical position while the GLS service provides the instant geographic position of other vehicles and in particular that of the target vehicle C.
  • each vehicle is able to determine the position of neighboring intersections that are located in its immediate vicinity, from location information in combination with pre-established road maps.
  • each vehicle can be equipped with a conventional on-board navigation device, on which are recorded (pre-loaded) digital road maps relating to the road network 10.
  • Each vehicle is aware of road traffic around each of these neighboring intersections. This information may be for example provided by a beacon message transmitted by each vehicle to its neighbors, periodically (for example, every second). Alternatively, road traffic sensors (not shown) installed at each intersection may inform any vehicle in the vicinity of that intersection, road traffic conditions.
  • FIG. 2 illustrates, in flowchart form, an iteration of the method of routing data packets according to one embodiment of the invention.
  • the source vehicle S wishes to transmit, during an initial step EO, the data packets P to the target vehicle C.
  • the source vehicle S selects, during a selection step E3, a destination intersection to which the data packets P will be routed.
  • This selection step E3 will be described in greater detail below with reference to FIG. 3.
  • the data packets P are relayed in the direction of this destination intersection, such that described in the following steps of the method.
  • the source node is hereinafter referred to as the carrier node of the data packet.
  • the data packets P are marked, for example in their header, by the geographical position of the selected destination intersection.
  • Each vehicle of the ad hoc network maintains a table called “neighborhood table”, in which are recorded information relating to its close neighbors, such as their position, speed (amplitude) and direction of travel at a given time.
  • the Updating these neighborhood tables can be done for example, by sending a beacon message issued by each vehicle to its neighbors periodically.
  • a “neighbor” is a vehicle that is within the radio range range of the vehicle carrying the data packets P.
  • a “near neighbor” will be considered to be a neighbor vehicle which is at a sufficiently short distance from the carrier vehicle to ensure transmission or service quality (for example by respecting a predetermined threshold signal-to-noise ratio parameter).
  • the process then proceeds to a step E7 of searching for nearby neighbors.
  • step E5 if the carrier vehicle is located at the destination intersection.
  • the carrier vehicle is within a predefined area encompassing the destination intersection, for example a circle having as a center the destination intersection and for radius a predetermined value.
  • the carrier vehicle selects, at the selection step E3, a destination intersection to which the packages P of data will be routed and the relay of P packets of data, towards this destination intersection. The process then proceeds to the search step E7.
  • the neighbors of the carrier vehicle of the packets P to be relayed are searched. During this same step, it is possible to update the aforementioned neighborhood tables.
  • a prediction step E9 it is estimated from the information recently recorded at a time t1 and contained in the aforementioned neighborhood tables (speed, direction of movement and position known lastly at time t1), the position at the first time. instant current t2 and posterior to tl, neighboring vehicles.
  • the current position that is to say the position at the current instant t2, of the neighboring vehicles detected during the search step E7 is predicted.
  • each vehicle moves at a constant speed equal to that previously detected and recorded at time tl.
  • the set of steps E7 and E9 therefore aims to find at least one mobile node, neighbor 2, 3 of the carrier node 1 of the data packet P and closer to the selected destination intersection than the carrier node.
  • a test step EI1 it is determined, from the positions estimated during the preceding prediction step E9, whether there is at least one neighbor vehicle to which the carrier vehicle can transfer its packets P, so that at time t2, the distance that separates it from the destination intersection is less than the distance that separates the same intersection from the carrier vehicle.
  • the carrier vehicle transmits the data packets P, during a transmission step E13, thus marking the end of an iteration of the method according to the invention (step E15).
  • the carrier vehicle of the packet P is sufficiently close to the destination intersection.
  • an upper limit of reference travel time corresponding to a fixed time, which is compared to the travel time of the estimated carrier vehicle to reach the destination intersection. This upper limit is set so as to cause an acceptable delay depending on the quality of service required.
  • this vehicle carries, during a step E19, the packet P up to the level thereof.
  • An iteration of the routing method according to the invention ends when the carrier vehicle having carried the packets P arrives at the selected destination intersection. The process proceeds to step E15.
  • step E15 the process starts a new iteration in step E1.
  • the source vehicle S traveling on the traffic lane L2 wishes to emit a packet P for the target vehicle C traveling on the taxiway C2. For this, it is assumed that it transmits the packet P to a first vehicle 1 located at a first intersection II, the latter being the closest intersection of the source vehicle S. Obviously, it is also assumed that the first vehicle 1 is within the radio range range of the source vehicle S.
  • the first vehicle 1 receives the packet P. Since the first vehicle is located at an intersection called first intersection II (positive response to the test E5), the latter selects at the same time. selection step E3, a destination intersection.
  • the destination intersection selected by the first vehicle 1 is constituted by a second intersection referenced 12, since it is closer to the target vehicle C and the road traffic between the first II and second 12 intersections is dense.
  • the first vehicle 1 After selecting the second intersection 12 as the destination intersection, the first vehicle 1 marks the packet P by the position of the second intersection 12. The first vehicle 1 then proceeds to transfer the packet P of data to a second vehicle 2 according to step E13.
  • the first Vehicle 1 calculates the positions of the second 2 and third 3 vehicles at a later time t2 from the position and speed information relating to these two vehicles 2, 3 and contained in its neighborhood table which is kept up to date. In this example, it is assumed that the traveling speed of the third vehicle 3 is lower than that of the second vehicle 2.
  • the first vehicle 1 decides to transmit its packet P to the second vehicle 2 although, depending on the information contained in the neighborhood table, the latter 2 is farther from the second intersection 12 than the third choice of vehicle 3.
  • This choice is motivated by the fact that the third vehicle 3 progresses towards the second intersection 12 less rapidly than the second vehicle 2 and that, therefore, after prediction of the current positions, it is very likely that the second vehicle 2 is closer to the second intersection 12 than the third vehicle 3.
  • a first iteration of the method according to the invention ends (step E15).
  • the method is then reiterated for each vehicle relaying the packet P of data.
  • the packet P is received by the second vehicle 2 during the initial step El which initiates a new iteration of the method described above now applying to the second vehicle 2.
  • the second vehicle 2 transfers the packet P to a fourth vehicle 4 located at the second intersection 12. Being located at an intersection, the fourth vehicle 4 selects in the selection step E3 a new destination intersection (fifth intersection 15) and transfers in step E13 the packet P to a fifth vehicle 5 traveling on the taxiway C2 towards the target vehicle C.
  • the fifth vehicle 5 is the only vehicle to move between the fourth 14 and fifth 15 intersections towards the latter 15. Therefore, the fifth vehicle 5 detects no nearest neighbor, which is closer to the fifth intersection 15 as the fifth vehicle 5.
  • the recovery strategy according to the invention applies in accordance with the recovery phase P3 comprising the steps E17, E19 or E17, E21 already described.
  • the fifth vehicle 5 carries the packet P to the level of the fifth intersection 15.
  • FIG. 3 illustrates in flowchart form the steps taken to allow a vehicle carrying a data packet P to select a destination intersection.
  • the carrier vehicle of the packet P arrives at an intersection, hereinafter referred to as the "current intersection" denoted by Ii.
  • the vehicle determines the position of neighboring intersections located in its close vicinity. This determination step E32 is performed, for example, from the geographical information of a digital road map pre-loaded on a conventional on-board navigation apparatus, taking into account the instantaneous position of the vehicle in question and the position of the vehicle. target vehicle C.
  • a calculation phase P1 is performed, so as to determine a score noted Sj described below and intended to be used to select the destination intersection to which the packet P is to be routed.
  • the calculation phase P1 is repeated as many times as there are neighboring intersections detected.
  • the score Sj calculated for each destination intersection Ij candidate depends in particular on two parameters: a road traffic density and a geometric distance.
  • the calculation phase P1 comprises a first step E34 which consists of obtaining information relating to the existing road traffic on the taxiway connecting the current intersection Ii to a neighboring destination intersection Ij. This information is the density of road traffic in real time on this channel, thus constituting a first parameter to be taken into account in calculating the score Sj of a destination intersection Ij candidate, this parameter being noted T t] thereafter.
  • the distance separating the target vehicle C from the destination intersection Ij candidate is determined.
  • This distance which will be noted by the following Dj, is a second parameter to take into account to calculate the score Sj of the destination intersection Ij.
  • this distance Dj is calculated from the geographical information of a digital road map pre-loaded on a conventional on-board navigation apparatus and correlated with the position information of the target vehicle C which is regularly updated. .
  • a third step E38 the score Sj of the destination intersection Ij candidate is calculated.
  • This score Sj comprises a first component denoted f (T u ) related to the road traffic density (T n ) and a second component denoted g (D j ). (Distance score) related to the distance (D 3 ), these two components respectively being referred to as “Traffic score” and “Distance score”.
  • Ti- represents the road traffic density on the taxiway connecting the current intersection Ii to the intersection of candidate destination Ij;
  • D j represents the curvimetric distance of the routing path that links the destination intersection Ij to the target vehicle C; and ⁇ and ⁇ represent correction factors, making it possible to assign a specific weight to each of the two components of the score Sj.
  • the Traffic score f (T, j ) is obtained by comparing the current number X of vehicles traveling between the current intersection Ii and the destination intersection Ij, with a minimum reference number N of vehicles that would make it possible to ensure continuity transmission of data packets.
  • This reference number corresponds to N vehicles of identical radio range and regularly distributed between the current intersection Ii and the destination intersection Ij, so that two successive vehicles are separated by a distance equal to twice the radius of radio range of a vehicle.
  • the reference number N can be defined as follows:
  • Dy represents the distance between the current intersection Ii and the destination intersection Ij;
  • R represents the radio range radius of a vehicle (assumed to be identical for each vehicle);
  • Int ⁇ is the function that determines the integer part of its argument.
  • Different traffic score values are defined which each correspond to a traffic density level, as shown in Table 1 below. According to this table, if the number of vehicles X is between N and 2.N, the traffic score attributed is 0.6, which corresponds to a moderately high traffic density.
  • the Distance score is determined by the following formula:
  • the selected destination intersection is the intersection that is geographically closest to the target vehicle C and has the highest road traffic level (or density).
  • FIG. 4 schematically represents a road network 10 similar to that of FIG. 1, comprising a plurality of lanes L1, L2, L3, C1, C2, C3 forming intersections I1, 110, 120, 130 between them.
  • the entities represented on these traffic routes are vehicles forming an ad-hoc network and which relay the packet P of data between the source vehicle S and the target vehicle C. It is considered that the source vehicle S arriving at the level of an intersection Ii wishes to transmit to the target vehicle C, the data packet P. Equivalently, one could, of course, consider a carrier vehicle of the data packet P to relay.
  • the source vehicle S must choose a routing direction of the packet P by selecting a destination intersection.
  • the source vehicle S detects three intersections of destination: first, second and third intersections, respectively referenced 110, 120, 130 in FIG. instant, candidate destination intersections for routing the packet P of data.
  • the source vehicle S calculates the score Sj of these three intersections, in accordance with the steps of the calculation phase P1 described above. Subsequently, we will note Sl, S2, S3 the respective score of the first, second and third destination intersections 110, 120, 130 candidates.
  • the traffic conditions in this example are such that the road traffic Ti2 (shaded area in FIG. 4) on the portion of the traffic lane L2 connecting the current intersection Ii to the second destination intersection 120 is denser than the road traffic Ti3 on the portion of the taxiway C1 connecting the current intersection Ii to the third destination intersection 130, which itself is denser than the road traffic Ti2 on the portion of the track circulation
  • the second destination intersection 120 is the closest destination intersection of the target vehicle C.
  • the curvimetric distance D2 separating the second destination intersection 120 is smaller than the curvimetric distance D3 separating the third intersection 130 of the target vehicle C, which itself is less than the curvimetric distance D1 separating the first destination intersection 110 of the target vehicle C.
  • the following relation is: D2 ⁇ D3 ⁇ D1.
  • the second destination intersection 120 obtains the highest score S2 (S2> S3> S1), since it is the closest to the target vehicle C and has the highest traffic density. It is therefore towards this intersection 120 that the packet P of data will be routed through the many vehicles that move towards it 120.
  • FIG. 5A represents a channel V of circulation between two consecutive intersections denoted respectively I n and I n + i at a given instant Ni.
  • Figure 5B shows the same flow path V as that shown in Figure 5A, but at a later time noted N 2 (such as N 2 > Ni).
  • N 2 such as N 2 > Ni.
  • This new configuration is obtained by the prediction step E9 of FIG. 2, this step making it possible to estimate the current position of the vehicles traveling on this lane of traffic from the position and speed information of these registered and maintained. updated by each mobile node.
  • a carrier vehicle RO of the data packet P traveling on the V-channel towards the destination intersection referenced I n + 1, wishes to relay the latter towards the destination intersection I n + i .
  • the carrier vehicle RO will use vehicles moving on the track V and to the destination intersection I n + i, according to the invention.
  • R1, R2, R3, R4 are located within a range of radio range of the carrier vehicle RO, this domain being referenced by K.
  • the carrier vehicle RO is able to communicate with one or more of these vehicles in order to route the packet P of data to the destination intersection I n + 1.
  • the carrier vehicle RO is able to communicate with one or more of these vehicles in order to route the packet P of data to the destination intersection I n + 1.
  • a first and second vehicle respectively referenced by R1 and R2 move on the taxiway V in the same direction and in the same direction as the carrier vehicle RO, that is to say in the direction of the destination intersection I n + I ;
  • the first vehicle R1 has a higher travel speed than the second vehicle R2;
  • a third and fourth vehicles respectively referenced R3 and R4 move on the taxiway V, but in a traffic direction opposite to that of the carrier vehicle RO.
  • the carrier vehicle RO transfers the packet P of data to the first vehicle
  • the carrier vehicle RO would have chosen to transfer its packet P to the fourth vehicle R4 since at the instant Ni , the vehicle closest to the destination intersection I n + i is the fourth vehicle R4.
  • the prediction step according to the invention takes into account the fact that the fourth R4 and third R3 vehicles move in a direction opposite to the direction of movement of the carrier vehicle RO.
  • the carrier vehicle RO excludes these two vehicles for the relay of the packet P.
  • FIG. 6A illustrates the case where, at time Ni, the carrier vehicle RO seeking to relay its packet P finds no neighboring vehicle moving between the carrier vehicle RO and the destination intersection I n + I .
  • a recovery solution according to the method according to the invention is used to prevent the packet P from being blocked.
  • the carrier vehicle RO being the vehicle closest to the destination intersection I n + I.
  • This solution consists of carrying the packet P by the carrier vehicle RO to the level of the destination intersection I n + i.
  • This strategy can be envisaged provided that the carrier vehicle RO is not too far from this destination intersection I n + i (step E19 of FIG. 2).
  • FIG. 6B illustrates the implementation of a variant of the above-mentioned overlay solution, according to which the carrier vehicle RO carries the packet P until a suitable vehicle enters its radio range domain. so that the packet P can be transferred to it.
  • This variant is used in particular, in the case where the carrier vehicle RO is not sufficiently close to the destination intersection I n + I (step 21 of FIG. 2).

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Abstract

L'invention concerne un procédé de routage de paquets (P) de données entre un nœud source (S) et un nœud cible (C) dans un réseau ad-hoc comprenant une pluralité de nœuds mobiles (1-14) localisables et se déplaçant selon des voies de circulation (Ll, L2, L3, Cl, C2) d'un réseau géographique (10) déterminé formant entre elles une pluralité d'intersections (II- 16). Ce procédé comporte une étape de sélection d'une intersection de destination, dans laquelle un nœud porteur (S) des paquets (P), sélectionne, parmi des intersections voisines et en fonction de conditions de trafic, une intersection de destination (12) ; une étape de recherche d'au moins un nœud mobile voisin (1) du nœud porteur des paquets et plus proche de l'intersection de destination sélectionnée (12) que le nœud porteur; et si au moins un nœud mobile voisin (1) a été trouvé, une étape de transfert des paquets (P) du nœud porteur (S) des paquets au nœud voisin trouvé (1), de manière à acheminer les paquets de données vers l'intersection de destination sélectionnée.

Description

Titre de l'invention
Procédé de routage de paquets de données dans un réseau de nœuds mobiles et terminal associé.
Arrière-plan de l'invention
L'invention se situe dans le domaine des réseaux de communication ad-hoc.
Les réseaux ad-hoc sont des réseaux de communication, utilisant le médium radio. Ils sont constitués de nœuds mobiles et/ou fixes ayant la propriété de constituer automatiquement et dynamiquement un réseau capable d'acheminer des paquets d'un point quelconque du réseau à un autre dès lors qu'une communication radio s'établit entre un nœud et ses voisins.
Dans un réseau ad-hoc, les paquets sont transmis directement entre le nœud source et le nœud destinataire si ce dernier est dans la zone de connectivité du nœud source ou via des nœuds intermédiaires voisins si le nœud destinataire est hors de portée du nœud source.
Par conséquent, les réseaux ad-hoc permettent le déploiement instantané de réseaux de communication sans infrastructure préexistante ni gestion centralisée. La formation du réseau se fait d'une manière dynamique, l'ensemble des tâches de gestion étant réparti entre l'ensemble des nœuds du réseau.
La caractéristique principale des réseaux ad-hoc est que les nœuds appartenant à ce réseau jouent, ou peuvent jouer, le rôle de routeurs. Les nœuds sont donc responsables eux-mêmes de l'établissement et du maintien de la connectivité du réseau d'une manière continue. Cela est réalisé par l'utilisation de protocoles de routage spécifiques qui permettent aux nœuds d'échanger des informations de routage entre nœuds voisins et de calculer des chemins de communication vers tous les autres nœuds du réseau. Ces protocoles de routage émettent des messages périodiquement pour actualiser la topologie du réseau ad- hoc (i.e. pour identifier les nœuds et les liens entre les noeuds).
Plus précisément, l'invention concerne un procédé de routage permettant de transmettre des paquets de données entre un nœud source et un nœud cible appartenant à un réseau ad-hoc formé par des nœuds mobiles se déplaçant selon des voies de circulation d'un réseau géographique déterminé formant entre elles des intersections, les nœuds étant utilisés en tant que vecteurs pour acheminer les paquets de données vers le nœud cible. L'invention trouve une utilisation privilégiée mais non limitative dans les réseaux ad-hoc véhiculaires communément appelés VANETs (« Vehicular Ad-hoc NETworks ») et dans des environnements urbains.
Ces réseaux ad-hoc véhiculaires urbains sont des systèmes distribués et flexibles de communication sans fil inter-véhiculaire (IVC : « Inter-Vehicular Communications ») dans lesquels les nœuds de communication sont constitués par des véhicules se déplaçant selon des voies d'un réseau routier de structure connue.
Dans de tels systèmes, chaque véhicule est équipé d'une technologie de transmission sans fil de courte portée, lui permettant de recevoir et d'émettre des signaux radiofréquences de manière à former, en coopération avec les autres véhicules, un réseau de communication temporaire.
Dans ces réseaux, l'acheminement de paquets de données d'un véhicule source vers un véhicule cible est assuré par un protocole de routage selon lequel les paquets de données sont successivement relayés par un ou plusieurs véhicule(s) se déplaçant selon les voies du réseau routier entre le véhicule source et le véhicule cible.
La plupart des protocoles de routage existants sont basés sur un routage géographique qui exploite des informations locales concernant la position géographique explicite des nœuds du réseau afin de prendre une décision de transfert des paquets de données.
Un premier protocole de routage dénommé GSR (Géographie Source Routing) utilise un routage basé sur la position géographique des nœuds du réseau en corrélation avec des informations relatives à la topologie du réseau ad-hoc.
Selon le protocole GSR, un véhicule source désirant émettre un paquet de données à destination d'un véhicule cible, calcule le chemin de routage le plus court pour atteindre ce véhicule cible, à partir des informations géographiques d'une carte routière. On notera que le chemin de routage en question est calculé dans son intégralité, en utilisant par exemple l'algorithme de Djikstra.
A partir du chemin de routage calculé, le véhicule source sélectionne ensuite une séquence d'intersections par lesquelles le paquet de données doit transiter afin d'atteindre le véhicule cible. Cette séquence d'intersections est constituée par un ensemble de points géographiques fixes de passage du paquet de données.
Ainsi, une séquence complète de points géographiques fixes doit être calculée avant l'envoi de chaque paquet à destination d'un véhicule cible, cette séquence étant ensuite insérée dans l'entête d'un paquet devant être émis à destination du véhicule cible.
Un inconvénient du protocole GSR est que, dans certains cas, la sélection de la séquence d'intersections fait intervenir des routes sur lesquelles il n'y a pas assez de véhicules pour assurer une bonne connectivité, ce qui a pour effet néfaste d'augmenter le taux de perte des paquets.
L'insertion d'une telle séquence représente une surcharge pour le réseau ad-hoc, étant donné qu'elle doit être insérée dans l'entête de tout paquet émis à destination d'un véhicule cible. Par conséquent, une telle approche est désavantageuse dans la mesure où elle ne permet pas d'optimiser la bande passante allouée au réseau ad-hoc.
De plus, on notera que l'étape de détermination du chemin de routage dans son intégralité permettant d'atteindre le véhicule cible est une opération lourde en calcul. Cette opération étant réalisée uniquement au niveau du nœud source, le protocole GSR ne permet pas de suivre révolution d'un véhicule cible en déplacement.
Ceci peut induire un temps de latence relativement élevé, entre l'émission d'un paquet par un véhicule source et sa réception par un véhicule cible- Une fois le chemin de routage établi, le paquet de données est relayé successivement de nœud en nœud, le long de ce chemin, selon une stratégie de relais dite « Greedy Forwarding ».
Selon cette stratégie de relais, un nœud porteur d'un paquet cherche toujours à relayer ce paquet à un nœud voisin qui se trouve plus proche du véhicule cible que le nœud porteur lui-même. Dès réception du paquet de données, le nœud voisin devient à son tour un nœud porteur qui cherche à son tour à relayer le paquet à un nœud voisin et ainsi de suite. Toutefois, cette stratégie de relais peut échouer dans le cas particulier où aucun nœud voisin du nœud porteur n'est plus proche du nœud cible que le nœud porteur lui-même. Cette situation est dénommée « optimum local » et nécessite une solution de recouvrement.
Un deuxième protocole de routage dénommé A-STAR (« Anchor-based Street and Traffic Aware Routing »), spécifiquement conçu pour des réseaux de communications inter-véhiculaires dans des environnements urbains, se distingue du protocole GSR en ce qu'il prend en compte des données de trafic routier pour calculer un chemin de routage. Néanmoins, ces données de trafic sont statiques (par exemple basées sur des statistiques) et ne sont donc pas adaptées à un réseau urbain dans lequel le trafic routier est en constante évolution dans le temps. En particulier, les protocoles de routage existants dans le contexte des communications inter-véhiculaires ne prennent actuellement pas en compte les variations spatio-temporelles de la densité du trafic routier, ni la présence de voies à direction et sens multiples.
Objet et résumé de l'invention La présente invention permet de pallier aux inconvénients mentionnés ci-avant, en proposant un procédé de routage d'au moins un paquet de données entre un nœud source et un nœud cible dans un réseau ad-hoc comprenant une pluralité de nœuds mobiles. Ces nœuds se déplacent selon des voies de circulation d'un réseau géographique déterminé, dans lequel les voies de circulation forment entre elles une pluralité d'intersections. Ce procédé comporte :
- une étape de sélection par un nœud porteur d'un paquet de données à acheminer au nœud cible d'une intersection de destination, ladite intersection de destination étant sélectionnée parmi des intersections voisines, dites intersections candidates, et en fonction de conditions de trafic ;
- une étape de recherche d'au moins un nœud mobile, voisin du nœud porteur du paquet de données et plus proche de l'intersection de destination sélectionnée que le nœud porteur ; - si au moins un nœud mobile voisin a été trouvé, une étape de transfert du paquet de données du nœud porteur du paquet de données audit nœud voisin trouvé, de manière à acheminer ledit paquet de données vers l'intersection de destination sélectionnée.
Le procédé de routage selon l'invention permet un routage progressif des paquets de données, par transfert successif de nœud en nœud, vers le nœud cible, chaque nœud sélectionnant une intersection de destination intermédiaire par laquelle les paquets de données doivent transiter. Ainsi, on trace de manière progressive l'itinéraire des paquets de données à travers le réseau géographique déterminé, permettant ainsi de suivre de manière quasi-instantanée, l'évolution de la topologie du réseau ad-hoc dans lequel les nœuds mobiles sont en mouvement perpétuel.
Grâce à ce procédé de détermination progressif de l'itinéraire, le procédé de l'invention permet des transmissions de paquets sur des distances bien plus importantes que celles permises par des protocoles de routage existants. En effet, plus la distance à parcourir entre le nœud source et le nœud cible est grande, plus le temps de transmission entre ces deux nœuds est importante. Plus le temps de transmission est important, plus la probabilité des changements de la topographie du réseau ad-hoc augmente. Sans calcul fréquent du chemin de routage, le taux de perte des paquets à transmettre au nœud cible devient rapidement important, comme dans le cas des protocoles existants.
Contrairement au cas des protocoles de routage qui maintiennent à jour des informations de localisation géographique globales et calculent un chemin de routage intégral, l'utilisation d'un routage progressif basé sur des informations locales de routage permet de réduire l'en-tête des paquets de données destiné au routage des données.
Ceci permet une utilisation plus efficace des ressources du réseau ad-hoc, notamment en minimisant la bande passante allouée au réseau. De plus, le procédé de routage selon l'invention permet de router des paquets de données d'un nœud source à un nœud cible en minimisant le délai de bout en bout tout en fournissant un faible taux de pertes des paquets de données. On notera que le nœud cible peut être fixe (par exemple, point de réception dans une station service) ou bien mobile (par exemple, un véhicule en déplacement). Ainsi, le procédé de routage selon l'invention est particulièrement adapté à des réseaux ad-hoc dans lequel les nœuds se déplacent constamment et rapidement, les changements de topologie du réseau sont fréquents, et les durées de vie de connexions des nœuds mobiles courtes (notamment dans le cas de chemins à sauts multiples).
De plus, de par la prise en compte de conditions de trafic, il permet de limiter les risques d'interruption dans le routage du paquet pour des raisons de trafic insuffisant sur une voie de circulation sélectionnée.
Selon une caractéristique du procédé selon l'invention, l'étape de sélection d'une nouvelle intersection de destination est exécutée si le nœud porteur du paquet de données est localisé au niveau de l'intersection de destination sélectionnée, dite intersection courante.
On optimise ainsi la charge de calcul des nœuds en limitant l'exécution de cette étape aux nœuds arrivés à proximité de l'intersection de destination courante.
Selon une caractéristique du procédé selon l'invention, lors de l'étape de sélection, le nœud mobile porteur des paquets de données sélectionne une intersection de destination parmi les intersections candidates en fonction au moins de conditions de trafic en temps réel sur une voie de circulation reliant l'intersection candidate à l'intersection courante.
En tenant compte des conditions de trafic des nœuds mobiles en temps réel, on assure la sélection d'une voie de circulation (entre l'intersection où se trouve le nœud mobile, dite courante, et l'intersection de destination candidate) qui minimise les problèmes de connectivité, réduisant ainsi la latence d'acheminement et le taux de perte des paquets.
Par exemple, plus le trafic des nœuds est dense sur une voie de circulation, plus le niveau de connectivité y est élevé et, par conséquent, plus les paquets transitant à travers cette voie ont de chance d'atteindre l'intersection de destination et ce en un minimum de temps. Selon une autre caractéristique de l'invention, le nœud mobile porteur sélectionne l'intersection de destination parmi les intersections candidates en fonction de la proximité de l'intersection candidate au nœud cible. Ainsi, le nœud mobile porteur sélectionne l'intersection de destination qui est située géographiquement la plus proche du nœud cible et vers laquelle les conditions de trafic sont optimales.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque nœud maintient à jour l'un au moins des paramètres appartenant au groupe comprenant la position, la vitesse et la direction de déplacement de ses nœuds voisins proches.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le nœud porteur sélectionne un nœud mobile voisin en fonction de la vitesse et/ou de la position d'avancement du nœud voisin vers l'intersection de destination sélectionnée.
En tenant compte de la vitesse vectorielle (amplitude, direction et sens) et de la position de chaque nœud voisin d'un nœud porteur, ce dernier détermine, par un calcul d'estimation, le nœud voisin qui est le plus proche de l'intersection de destination. A titre d'exemple, le nœud voisin sélectionné par le nœud porteur est celui qui se situe le plus près de l'intersection de destination et qui se déplace vers celle-ci à une vitesse la plus élevée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque nœud maintient à jour des mesures relatives à la position, la vitesse et la direction de déplacement de ses nœuds voisins et en ce que l'étape de recherche d'au moins un nœud mobile, voisin du nœud porteur du paquet de données et plus proche de l'intersection de destination sélectionnée que le nœud porteur, comprend une étape de prédiction, dans laquelle, à partir de ces mesures, on prédit à un instant courant la position courante d'un nœud voisin. Selon une autre caractéristique de l'invention, le nœud mobile porteur du paquet de données sélectionne l'intersection de destination parmi les intersections candidates, pour laquelle un score Sj prend une valeur maximum, le score étant calculé selon la formule suivante : Sj = α x f(Tu) + β x g(Dj), où
T1J représente la densité de trafic de nœuds en déplacement entre l'intersection courante et l'intersection de destination ;
D3 représente la distance curvimétrique du chemin de routage qui relie l'intersection de destination au nœud cible ; α et β représentent des facteurs de correction ; f est une fonction de densité du trafic routier et est telle que 0 < UCT0) < 1 ; et
g(Dj) = î — L 1 tel que -1 < g(Dj) < 1, où Di est la distance
séparant l'intersection courante du nœud cible. L'invention vise également un terminal de communication destiné à être utilisé par un nœud mobile d'un réseau ad-hoc pour l'acheminement de paquets de données à un nœud cible du réseau ad- hoc, ledit réseau ad-hoc comprenant une pluralité de nœuds mobiles se déplaçant selon des voies de circulation d'un réseau géographique déterminé, les voies de circulation formant entre elles une pluralité d'intersections. Le terminal selon l'invention comprend :
- des moyens pour sélectionner une intersection de destination parmi des intersections voisines et en fonction de conditions de trafic ;
- des moyens pour rechercher un nœud mobile voisin, plus proche de l'intersection de destination sélectionnée que ledit nœud mobile ;
- des moyens pour transférer les paquets de données au nœud mobile voisin trouvé, si la recherche est positive. Les avantages et réalisations particulières de ce terminal sont les mêmes que ceux associés au procédé selon l'invention décrit ci-avant.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le terminal selon l'invention comprend des moyens pour sélectionner l'intersection de destination en fonction de la proximité de celle-ci au nœud cible.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le terminal selon l'invention comprend des moyens pour maintenir à jour la position, la vitesse et la direction de déplacement de ses nœuds voisins proches.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le terminal selon l'invention comprend des moyens pour sélectionner un nœud mobile voisin en fonction de la vitesse et/ou de la position d'avancement de ce nœud en direction de l'intersection de destination sélectionnée.
L'invention vise également un système de communication sans fil comprenant une pluralité de nœuds mobiles interconnectés selon une structure ad-hoc, ces nœuds se déplaçant selon des voies de circulation d'un réseau géographique déterminé formant entre elles une pluralité d'intersections, dans lequel les nœuds équipés d'un terminal de communication tel que décrit ci-dessus.
Dans un tel système, un paquet de données devant être acheminé vers un nœud cible sera routé de manière progressive vers celui-ci par sauts successifs de nœud en nœud sur des voies de circulation sur lesquelles se déplacent suffisamment de nœuds mobiles de manière à fournir un taux de connectivité adéquate.
En variante, les différentes étapes du procédé de routage de paquets de données décrit ci-dessus sont déterminées par des instructions de programmes d'ordinateurs.
En conséquence, l'invention vise également un programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de routage de paquets de données décrit ci-dessus, lorsque ce programme est exécuté par un ordinateur. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation et être sous la forme de code source, de code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.
L'invention vise également un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de routage de paquets de données décrit ci-avant. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy dise) ou un disque dur.
D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé de routage de paquets de données selon l'invention.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressottiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur lesquels : - Ia figure 1 illustre de manière schématique un réseau routier dans lequel circulent des véhicules d'un réseau ad-hoc ;
- la figure 2 illustre sous forme d'organigramme, une itération du procédé de routage de paquets de données selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 illustre sous forme d'organigramme, les étapes pour sélectionner une intersection de destination, selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 illustre de manière schématique, un exemple de mise en œuvre d'une sélection d'une intersection de destination, dans une configuration particulière d'un réseau ad-hoc inter-véhiculaire urbain ;
- les figures 5A et 5B illustrent dans le temps et de manière schématique, une mise en œuvre du relais de paquets P de données entre deux intersections successives, selon un mode de réalisation de l'invention ; et
- les figures 6A et 6B illustrent de manière schématique, un exemple de mise en œuvre de la stratégie de recouvrement ("recovery strategy") en présence d'un optimum local, selon un mode de réalisation de l'invention.
Description détaillée d'un mode de réalisation
L'invention va maintenant être décrite de manière détaillée dans le cadre d'un réseau ad-hoc inter-véhiculaire destiné notamment à fournir des services à fort degré de connectivité, tels que la navigation web, la messagerie instantanée, le partage de fichiers ou les jeux en temps réel. Le protocole selon l'invention est également adapté à des applications telles que la sécurité routière ou la conduite coopérative.
La figure 1 représente de manière schématique un réseau ad- hoc comprenant une pluralité de véhicules 1 à 14 se déplaçant selon des voies de circulation Ll, L2, L3, Cl, C2 d'un réseau routier 10 déterminé, un véhicule source S émetteur de paquets P de données, et un véhicule cible auquel le paquet P de données est destiné.
Le réseau routier 10 comporte une pluralité de voies de circulation « horizontales » Ll, L2, L3 et « verticales » Cl, C2 dans le plan de la figure 1, ces voies Ll, L2, L3, Cl, C2 formant entre elles une pluralité d'intersections II, 12, 13, 14, 15. Dans cet exemple, pour des raisons de simplicité, on a représenté des voies de circulation se croisant à angle droit. Toutefois, la présente invention s'applique indifféremment à toute configuration de plan de circulation comportant notamment des voies de circulation formant entre elles des angles quelconques.
Chaque véhicule du réseau ad-hoc est équipé, par exemple, d'un dispositif de localisation géographique tel qu'un récepteur GPS (« Global Positionning System ») couplé à un service de localisation du type GLS (« Grid Location Service »), de telle sorte que chaque véhicule du réseau ad-hoc soit localisable. Le récepteur GPS permet à un véhicule de déterminer sa propre position géographique tandis que le service GLS permet de lui fournir la position géographique instantanée des autres véhicules et en particulier celle du véhicule cible C.
De plus, chaque véhicule est apte à déterminer la position des intersections voisines qui sont localisées dans son entourage proche, à partir d'informations de localisation en combinaison avec des cartes routières pré-établies. Pour cela, chaque véhicule peut être équipé d'un appareil de navigation embarquée conventionnel, sur lequel sont enregistrées (pré-chargées) des cartes routières numériques relatives au réseau routier 10.
Chaque véhicule a connaissance du trafic routier aux alentours de chacune de ces intersections voisines. Cette information peut être par exemple fournie par un message balise transmis par chaque véhicule à ses voisins, de manière périodique (par exemple, à chaque seconde). De manière alternative, des capteurs de trafic routier (non représentés) installés au niveau de chaque intersection peuvent informer tout véhicule se trouvant à proximité de cette intersection, des conditions de trafic routier.
La figure 2 illustre, sous forme d'organigramme, une itération du procédé de routage de paquets de données selon un mode de réalisation de l'invention.
Tout d'abord, on peut distinguer deux cas de figure en ce qui concerne l'étape initiale du procédé de routage.
Dans un premier cas, on considère que le véhicule source S souhaite émettre, lors d'une étape initiale EO, les paquets P de données à destination du véhicule cible C.
Dans un deuxième cas, on considère que les paquets P de données ont déjà été émis par le véhicule source S et qu'ils sont reçus par un véhicule dénommé ci-après « véhicule porteur » lors d'une étape d'initialisation El.
Dans le premier cas, le véhicule source S sélectionne, lors d'une étape de sélection E3, une intersection de destination vers laquelle les paquets P de données vont être acheminés. Cette étape de sélection E3 sera décrite plus en détail par la suite en référence à la figure 3. Dès qu'une intersection de destination est sélectionnée, on procède au relais des paquets P de données, en direction de cette intersection de destination, tel que décrit dans les étapes suivantes du procédé. Le nœud source est dénommé par la suite nœud porteur du paquet de données. Ainsi, les paquets P de données sont marqués, par exemple dans leur en-tête, par la position géographique de l'intersection de destination sélectionnée. Chaque véhicule du réseau ad-hoc maintient à jour une table dite « table de voisinage », dans laquelle sont enregistrées des informations relatives à ses proches voisins, telles que leur position, leur vitesse (amplitude) et sens de déplacement à un instant donné. La mise à jour de ces tables de voisinage peut s'effectuer par exemple, par l'envoi d'un message de balise émis par chaque véhicule à ses voisins de manière périodique. Ainsi, chaque véhicule du réseau ad-hoc 10 émet à intervalle de temps Δt régulier (par exemple Δt = Is), un message balise à tous ses voisins.
On qualifie de « voisin » un véhicule qui se trouve dans le domaine de portée radio du véhicule porteur des paquets P de données. Par contraste, on qualifiera de « proche voisin » un véhicule voisin qui se trouve à une distance suffisamment courte du véhicule porteur pour assurer une qualité de transmission ou de service (en respectant par exemple, un paramètre seuil de signal rapport sur bruit prédéterminé).
Le procédé passe ensuite à une étape E7 de recherche des proches voisins.
Dans le deuxième cas, c'est-à-dire que les paquets P de données ont déjà été émis par le véhicule source S et qu'ils ont été reçus par un véhicule porteur lors de l'étape d'initialisation El, on vérifie dans une étape E5 si le véhicule porteur est localisé au niveau de l'intersection de destination. Par "localisé au niveau de l'intersection", il faut comprendre que le véhicule porteur se trouve à l'intérieur d'une zone prédéfinie englobant l'intersection de destination, par exemple un cercle ayant pour centre l'intersection de destination et pour rayon une valeur prédéterminée.
Si tel n'est pas le cas, c'est-à-dire que le véhicule porteur n'est pas localisé au niveau de l'intersection de destination, le procédé passe à l'étape E7 de recherche.
Si tel est le cas, c'est-à-dire que le véhicule porteur est localisé au niveau de l'intersection de destination, le véhicule porteur sélectionne, lors de l'étape de sélection E3, une intersection de destination vers laquelle les paquets P de données vont être acheminés et on procède au relais des paquets P de données, en direction de cette intersection de destination. Le procédé passe ensuite à l'étape E7 de recherche.
Lors de l'étape de recherche E7, on recherche les voisins du véhicule porteur des paquets P à relayer. Lors de cette même étape, on peut effectuer la mise à jour des tables de voisinage précitées.
Ensuite, lors d'une étape de prédiction E9, on estime à partir des informations dernièrement enregistrées à un temps tl et contenues dans les tables de voisinage précitées (vitesse, sens de déplacement et position dernièrement connus au temps tl), la position à l'instant courant t2 et postérieur à tl, des véhicules voisins. Ainsi, on prédit la position courante, c'est-à-dire la position à l'instant courant t2, des véhicules voisins détectés lors de l'étape de recherche E7.
Pour cela, on suppose, par exemple, que chacun des véhicules se déplace à une vitesse constante égale à celle préalablement détectée et enregistrée à l'instant tl.
L'ensemble des étapes E7 et E9 vise donc à rechercher au moins un nœud mobile, voisin 2, 3 du nœud porteur 1 du paquet P de données et plus proche de l'intersection de destination sélectionnée que le nœud porteur. Lors d'une étape de test EIl, on détermine, à partir des positions estimées lors de l'étape de prédiction E9 précédente, s'il existe au moins un véhicule voisin auquel le véhicule porteur peut transférer ses paquets P, de sorte qu'à l'instant t2, la distance qui le séparerait de l'intersection de destination est inférieure à la distance qui séparerait cette même intersection du véhicule porteur.
Dans le cas où l'on estime qu'à l'instant t2, au moins deux de ces véhicules seraient situés plus près de l'intersection de destination que le véhicule porteur lui-même, on sélectionne alors celui pour lequel cette distance est minimale. Si un tel véhicule voisin existe, le véhicule porteur lui transmet donc les paquets P de données, lors d'une étape de transmission E13, marquant ainsi la fin d'une itération du procédé selon l'invention (étape E15). Dans le cas contraire, c'est-à-dire si aucun véhicule voisin tel que sa position serait plus proche de l'intersection de destination que celle du véhicule porteur n'existe, alors on détermine, lors d'une étape de test E17, si le véhicule porteur du paquet P est suffisamment proche de l'intersection de destination. Pour cela, on définit, à titre d'exemple, une limite supérieure de temps de parcours de référence correspondant à un délai fixe, que l'on compare au temps de parcours du véhicule porteur estimé pour atteindre l'intersection de destination. Cette limite supérieure est fixée de manière à occasionner un délai acceptable en fonction de la qualité de service requise.
Dans le cas, où l'on estime que le véhicule porteur est suffisamment proche de l'intersection de destination, ce véhicule porte, lors d'une étape E19, le paquet P jusqu'au niveau de celle-ci.
Une itération du procédé de routage selon l'invention se termine dès lors que le véhicule porteur ayant porté les paquets P arrive au niveau de l'intersection de destination sélectionnée. Le procédé passe à l'étape E15.
Dans le cas contraire, c'est-à-dire si l'on estime que le véhicule porteur du paquet P de données n'est pas suffisamment proche de l'intersection de destination considérée, lors d'une étape E21, le véhicule porte les paquets en direction de cette intersection :
- jusqu'à ce qu'il atteigne l'intersection de destination ; ou
- jusqu'à ce qu'un autre véhicule, plus proche de l'intersection de destination entre dans son champ/domaine de transmission. Le procédé passe ensuite à l'étape E15. A l'étape E15, le procédé commence une nouvelle itération à l'étape El.
A titre illustratif, un exemple de mise en œuvre du procédé de routage selon l'invention décrit à la figure 2 va maintenant être décrit en référence à la figure 1.
Le véhicule source S se déplaçant sur la voie de circulation L2 souhaite émettre un paquet P à destination du véhicule cible C se déplaçant sur la voie de circulation C2. Pour cela, on suppose qu'il transmet le paquet P à un premier véhicule 1 situé au niveau d'une première intersection II, celle-ci étant l'intersection la plus proche du véhicule source S. Bien évidemment, on suppose également que le premier véhicule 1 se situe dans le domaine de portée radio du véhicule source S.
Lors de l'étape initiale El, le premier véhicule 1 reçoit le paquet P. Etant donné que le premier véhicule est localisé au niveau d'une intersection dite première intersection II (réponse positive au test E5), celui-ci sélectionne lors de l'étape de sélection E3, une intersection de destination.
Dans cet exemple, l'intersection de destination sélectionnée par le premier véhicule 1 est constituée par une deuxième intersection référencée 12, étant donné que celle-ci est plus proche du véhicule cible C et que le trafic routier entre les première II et deuxième 12 intersections est dense.
Après avoir sélectionné la deuxième intersection 12 en tant qu'intersection de destination, le premier véhicule 1 marque le paquet P par la position de la deuxième intersection 12. Le premier véhicule 1 procède ensuite au transfert du paquet P de données à un deuxième véhicule 2 selon l'étape E13.
Pour cela, il détecte lors de l'étape de recherche E7, ses plus proches voisins. Dans cet exemple, il détecte la présence d'un deuxième véhicule 2 et d'un troisième véhicule 3 en déplacement, ces deux véhicules étant suffisamment proches du premier véhicule 1 pour recevoir un signal électromagnétique portant les données à transmettre et émis par ce dernier 1. Lors de l'étape de prédiction E9, le premier véhicule 1 calcule les positions des deuxième 2 et troisième 3 véhicules à un instant postérieur t2 à partir des informations de position et de vitesse relatives à ces deux véhicules 2, 3 et contenues dans sa table de voisinage qui est maintenue à jour. Dans cet exemple, on suppose que la vitesse de déplacement du troisième véhicule 3 est plus faible que celle du deuxième véhicule 2.
Lors de l'étape de test EIl, le premier véhicule 1 décide de transmettre son paquet P au deuxième véhicule 2 bien que, en fonction des informations contenues dans la table de voisinage, ce dernier 2 soit plus éloigné de la deuxième intersection 12 que le troisième véhicule 3. Ce choix est motivé par le fait que le troisième véhicule 3 progresse vers la deuxième intersection 12 moins rapidement que le deuxième véhicule 2 et que par conséquent, après prédiction des positions courantes, il est fort probable que le deuxième véhicule 2 soit plus proche de la deuxième intersection 12 que le troisième véhicule 3.
Après émission du paquet P lors de l'étape E13, une première itération du procédé selon l'invention se termine (étape E15). Le procédé est ensuite réitéré pour chaque véhicule relayant le paquet P de données. Le paquet P est reçu par le deuxième véhicule 2 lors de l'étape initiale El qui initie une nouvelle itération du procédé décrit ci-dessus s'appliquant maintenant au deuxième véhicule 2. A l'issue de cette itération, le deuxième véhicule 2 transfère le paquet P à un quatrième véhicule 4 se situant au niveau de la deuxième intersection 12. Etant localisé au niveau d'une intersection, le quatrième véhicule 4 sélectionne lors de l'étape de sélection E3 une nouvelle intersection de destination (cinquième intersection 15) et transfère lors de l'étape E13 le paquet P à un cinquième véhicule 5 se déplaçant sur Ia voie de circulation C2 en direction du véhicule cible C.
Dans cet exemple, le cinquième véhicule 5 est le seul véhicule à se déplacer entre les quatrième 14 et cinquième 15 intersections en direction de cette dernière 15. Par conséquent, le cinquième véhicule 5 ne détecte aucun voisin le plus proche, qui soit plus proche de la cinquième intersection 15 que le cinquième véhicule 5.
Autrement dit, on est donc en présence d'une situation d'optimum local. Par conséquent, la stratégie de recouvrement selon l'invention s'applique conformément à la phase de recouvrement P3 comprenant les étapes E17, E19 ou E17, E21 déjà décrites. Ainsi, lors de l'étape E21, le cinquième véhicule 5 porte le paquet P jusqu'au niveau de la cinquième intersection 15. Finalement, on suppose qu'au moment où le cinquième véhicule
5 atteint la cinquième intersection 15, celui-ci entre dans le domaine de portée radio du véhicule cible C, de sorte qu'il peut lui transmettre directement le paquet P, sans relais supplémentaire.
La figure 3 illustre sous forme d'organigramme, les étapes réalisées permettant à un véhicule porteur d'un paquet P de données de sélectionner une intersection de destination.
Lors d'une étape initiale E30, le véhicule porteur du paquet P arrive au niveau d'une intersection, dénommée par la suite « intersection courante » noté Ii. Lors d'une étape suivante E32, le véhicule détermine la position d'intersections voisines localisées dans son entourage proche. Cette étape de détermination E32 s'effectue, par exemple, à partir des informations géographiques d'une carte routière numérique pré-chargée sur un appareil de navigation embarqué conventionnel, en tenant compte de la position instantanée du véhicule en question et de la position du véhicule cible C. Pour chaque intersection voisine localisée notée Ij, on procède à une phase Pl de calcul, de manière à déterminer un score noté Sj décrit ci-après et destiné à être utilisé pour sélectionner l'intersection de destination vers laquelle le paquet P doit être acheminé. Ainsi, la phase de calcul Pl est réitérée autant de fois qu'il y a d'intersections voisines détectées. Dans ce mode de réalisation, le score Sj calculé pour chaque intersection de destination Ij candidate dépend notamment de deux paramètres : une densité de trafic routier et une distance géométrique. La phase Pl de calcul comporte une première étape E34 qui consiste à obtenir des informations relatives au trafic routier existant sur la voie de circulation reliant l'intersection courante Ii à une intersection de destination voisine Ij. Ces informations sont la densité de trafic routier en temps réel sur cette voie, constituant ainsi un premier paramètre à prendre en compte dans le calcul du score Sj d'une intersection de destination Ij candidate, ce paramètre étant noté Tt] par la suite.
Lors d'une deuxième étape E36, on détermine la distance qui sépare le véhicule cible C de l'intersection de destination Ij candidate. Cette distance, qui sera notée par la suite Dj, constitue un deuxième paramètre à prendre en compte pour calculer le score Sj de l'intersection de destination Ij.
A titre d'exemple, cette distance Dj est calculée à partir des informations géographiques d'une carte routière numérique pré-chargée sur un appareil de navigation embarquée conventionnel et en corrélation avec les informations de position du véhicule cible C qui sont mises à jour régulièrement.
Lors d'une troisième étape E38, on calcule le score Sj de l'intersection de destination Ij candidate.
Ce score Sj comporte une première composante notée f(Tu) liée à la densité de trafic routier (Tn) et une deuxième composante notée g(Dj) (dénommée score Distance) liée à la distance (D3), ces deux composantes étant respectivement dénommées « score Trafic » et « score Distance ».
Le score Sj de l'intersection de destination Ij candidate est calculé selon la formule suivante (équation 1) : Sj = α x f(T0) + β x g(Dj), où
Ti-, représente la densité de trafic routier sur la voie de circulation reliant l'intersection courante Ii à l'intersection de destination candidate Ij;
Dj représente la distance curvimétrique du chemin de routage qui relie l'intersection de destination Ij candidate au véhicule cible C ; et α et β représentent des facteurs de correction, permettant d'attribuer un poids propre à chacune des deux composantes du score Sj.
(Par exemple, si l'on souhaite accorder une plus grande importance au trafic routier T0, qu'à la distance Dj, on choisira une valeur de α et de β, telles que α > β).
Le score Trafic f(T,j) est obtenu en comparant le nombre X actuel de véhicules circulant entre l'intersection courante Ii et l'intersection de destination Ij, à un nombre de référence N de véhicules minimum qui permettraient d'assurer une continuité de transmission des paquets de données. Ce nombre de référence correspond à N véhicules de portée radio identique et régulièrement répartis entre l'intersection courante Ii et l'intersection de destination Ij, de sorte que deux véhicules successifs sont séparés d'une distance égale à deux fois le rayon de portée radio d'un véhicule. Ainsi, on peut définir le nombre de référence N comme suit :
Dy représente la distance entre l'intersection courante Ii et l'intersection de destination Ij ; R représente le rayon de portée radio d'un véhicule (supposé identique pour chaque véhicule) ; et
Int { } est la fonction qui détermine la partie entière de son argument.
On définit différentes valeurs du score Trafic qui correspondent chacune à un niveau de densité de trafic, comme représenté dans la table 1 ci-dessous. Conformément à cette table, si le nombre de véhicules X est compris entre N et 2.N, le score Trafic attribué est de 0.6, ce qui correspond à une densité de trafic moyennement élevée.
Table 1.
Le score Distance est déterminé par la formule suivante :
g(Dj) = l --^ (équation 2), tel que -1 < g(Dj) < 1, où Di est la
distance séparant l'intersection courante Ii du véhicule cible C.
Ainsi, lorsque l'intersection candidate Ij nous rapproche du véhicule cible par rapport à l'intersection courante Ii (c'est-à-dire Dj < Di) on obtient un score Distance positif. Au contraire, lorsque l'intersection candidate Ij nous éloigne du véhicule cible C (c'est-à-dire Dj > Di), on obtient un score Distance négatif, ce qui a pour effet de défavoriser le choix d'une telle intersection.
Une fois, le score Sj calculé pour chaque intersection de destination Ij, on sélectionne l'intersection de destination Ij pour laquelle la valeur du score Sj est maximale, lors d'une étape de sélection E40. L'intersection de destination sélectionnée est l'intersection qui est géographiquement la plus proche du véhicule cible C et qui présente un niveau (ou densité) de trafic routier le plus élevé.
Nous allons maintenant décrire à titre d'exemple non limitatif un exemple de sélection d'une intersection de destination, dans une configuration particulière d'un réseau ad-hoc inter-véhiculaire urbain en référence aux figures 3 et 4.
La figure 4 représente de manière schématique un réseau routier 10 similaire à celui de la figure 1, comprenant une pluralité de voies de circulation Ll, L2, L3, Cl, C2, C3 formant entre elles des intersections Ii, 110, 120, 130. Les entités représentées sur ces voies de circulations sont des véhicules formant un réseau ad-hoc et qui permettent de relayer le paquet P de données entre le véhicule source S et le véhicule cible C. On considère que le véhicule source S arrivant au niveau d'une intersection Ii souhaite transmettre au véhicule cible C, le paquet de données P. De manière équivalente, on pourrait, bien évidemment considérer un véhicule porteur du paquet de données P à relayer.
Pour cela, le véhicule source S doit choisir une direction d'acheminement du paquet P en sélectionnant une intersection de destination.
Lors de l'étape de détermination E32 déjà décrite, le véhicule source S détecte trois intersections de destination : une première, une deuxième et une troisième intersections, référencées respectivement 110, 120, 130 sur la figure 4, celles-ci étant, à cet instant, des intersections de destination candidates pour l'acheminement du paquet P de données.
Afin de déterminer vers quelle intersection de destination, le paquet P doit être acheminé, le véhicule source S calcule le score Sj de ces trois intersections, conformément aux étapes de la phase de calcul Pl décrites ci-avant. Par la suite, on notera Sl, S2, S3 le score respectif des première, deuxième et troisième intersections de destination 110, 120, 130 candidates.
Comme illustré sur la figure 4, les conditions de trafic dans cet exemple sont telles que le trafic routier Ti2 (zone grisée sur la figure 4) sur la portion de Ia voie de circulation L2 reliant l'intersection courante Ii à la deuxième intersection de destination 120 est plus dense que le trafic routier Ti3 sur la portion de la voie de circulation Cl reliant l'intersection courante Ii à la troisième intersection de destination 130, qui lui-même est plus dense que le trafic routier Ti2 sur la portion de la voie de circulation
Cl reliant l'intersection courante Ii à la première intersection de destination UO. Autrement dit, on a la relation suivante : Ti2 > TB > TiI non indiquée sur la figure 4.
Comme illustré sur la figure 4, la deuxième intersection de destination 120 est l'intersection de destination la plus proche du véhicule cible C. En effet, la distance curvimétrique D2 séparant la deuxième intersection de destination 120 est inférieure à la distance curvimétrique D3 séparant la troisième intersection 130 du véhicule cible C, qui elle- même est inférieure à la distance curvimétrique Dl séparant la première intersection de destination 110 du véhicule cible C. Autrement dit, on a la relation suivante : D2 < D3 < Dl.
Ainsi, la deuxième intersection de destination 120 obtient le plus haut score S2 (S2 > S3 > Sl), étant donné qu'elle est la plus proche du véhicule cible C et qu'elle présente une densité de trafic la plus élevée. C'est donc vers cette intersection 120 que le paquet P de données va être acheminé, par l'intermédiaire des nombreux véhicules qui se déplacent vers celle-ci 120.
Un exemple de mise en œuvre du relais d'un paquet P de données par l'intermédiaire de véhicules situés entre deux intersections successives, selon un mode particulier de réalisation de l'invention va être maintenant décrit en référence aux figures 5A et 5B.
La figure 5A représente une voie V de circulation entre deux intersections consécutives notées respectivement In et In+i à un instant donné Ni.
La figure 5B représente la même voie V de circulation que celle représentée à la figure 5A, mais à un instant ultérieur noté N2 (tel que N2 > Ni). Cette nouvelle configuration est obtenue par l'étape de prédiction E9 de la figure 2, cette étape permettant d'estimer la position courante des véhicules circulant sur cette voie de circulation à partir des informations de position et de vitesse de ceux-ci enregistrées et maintenues à jour par chaque nœud mobile.
Dans cet exemple, nous considérons qu'un véhicule porteur RO du paquet P de données, se déplaçant sur la voie V en direction de l'intersection de destination référencée In+i, souhaite relayer ce dernier vers l'intersection de destination In+i. Pour cela, le véhicule porteur RO va utiliser des véhicules se déplaçant sur la voie V et à destination de l'intersection de destination In+i, conformément à l'invention.
Comme illustré sur les figures 5A et 5B, quatre véhicules (Rl, R2, R3, R4) sont localisés à l'intérieur d'un domaine de portée radio du véhicule porteur RO, ce domaine étant référencé par K.
Ainsi, le véhicule porteur RO est susceptible de communiquer avec un ou plusieurs de ces véhicule afin d'acheminer le paquet P de données vers l'intersection de destination In+i. Conformément à la figure 5A, on suppose à titre d'exemple, qu'à l'instant Ni :
- un premier et deuxième véhicules respectivement référencés par Rl et R2 se déplacent sur la voie de circulation V dans la même direction et suivant le même sens que le véhicule porteur RO, c'est-à-dire en direction de l'intersection de destination In+I ; - le premier véhicule Rl possède une vitesse de déplacement supérieure à celle du deuxième véhicule R2 ; et
- un troisième et quatrième véhicules respectivement référencés par R3 et R4 se déplacent sur la voie de circulation V, mais dans un sens de circulation opposé à celui du véhicule porteur RO.
Conformément au protocole de routage selon l'invention, le véhicule porteur RO transfère le paquet P de données au premier véhicule
Rl étant donné qu'il estime qu'à l'instant courant 1% le premier véhicule
Rl aura atteint une position la plus proche de l'intersection de destination In+I, comme illustré sur la figure 5B.
Toutefois, on notera que sans cette étape de prédiction qui prend en compte notamment la vitesse et le sens de déplacement des véhicules voisins, le véhicule porteur RO aurait choisi de transférer son paquet P au quatrième véhicule R4 étant donné qu'à l'instant Ni, le véhicule le plus proche de l'intersection de destination In+i est le quatrième véhicule R4.
De manière avantageuse, l'étape de prédiction selon l'invention prend en considération le fait que les quatrième R4 et troisième R3 véhicules se déplacent dans un sens opposé au sens de déplacement du véhicule porteur RO. De ce fait, le véhicule porteur RO exclut ces deux véhicules pour le relai du paquet P.
Un exemple de mise en œuvre de la stratégie de recouvrement (« recovery strategy ») selon un mode particulier de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en référence aux figures 6A et 6B. L'exemple de la figure 6A illustre le cas où, à l'instant Ni, le véhicule porteur RO cherchant à relayer son paquet P ne trouve aucun véhicule voisin se déplaçant entre le véhicule porteur RO et l'intersection de destination In+I.
Dans ce cas, on utilise une solution de recouvrement conforme au procédé selon l'invention, pour empêcher le paquet P d'être bloqué dans un « minimum local », le véhicule porteur RO étant le véhicule le plus proche de l'intersection de destination In+I.
Cette solution consiste à faire porter le paquet P par le véhicule porteur RO jusqu'au niveau de l'intersection de destination In+i. Cette stratégie peut être envisagée à condition que le véhicule porteur RO ne soit pas trop éloigné de cette intersection de destination In+i (étape E19 de la figure 2).
L'exemple de la figure 6B illustre la mise en œuvre d'une variante de la solution de recouvrement précité, selon laquelle le véhicule porteur RO porte le paquet P jusqu'à ce qu'un véhicule adéquat entre dans son domaine de portée radio, de sorte que le paquet P puisse lui être transféré.
Cette variante est utilisée notamment, dans le cas où le véhicule porteur RO n'est pas suffisamment proche de l'intersection de destination In+I (étape 21 de la figure 2).

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de routage d'au moins un paquet (P) de données entre un nœud source (S) et un nœud cible (C) dans un réseau ad-hoc comprenant une pluralité de nœuds mobiles (1-14 ; R0-R5), lesdits nœuds se déplaçant selon des voies de circulation (Ll, L2, L3, Cl, C2, C3) d'un réseau géographique (10) déterminé, lesdites voies de circulation formant entre elles une pluralité d'intersections (11-16 ; Ii, 110, 120, 30 ; In, In+ 1), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de sélection (E3) par un nœud porteur (1 ; S) d'un paquet (P) de données à acheminer au nœud cible (C) d'une intersection de destination (12 ; 120), ladite intersection de destination (12 ; 120) étant sélectionnée parmi des intersections voisines, dites intersections candidates, et en fonction de conditions de trafic ; - une étape de recherche (E7;E9) d'au moins un nœud mobile, voisin (2, 3) du nœud porteur (1) du paquet (P) de données et plus proche de l'intersection de destination sélectionnée (12) que le nœud porteur ;
- si au moins un nœud mobile voisin (2) a été trouvé, une étape de transfert (E13) du paquet (P) de données du nœud porteur (1) du paquet de données audit nœud voisin (2) trouvé, de manière à acheminer ledit paquet de données vers l'intersection de destination (12) sélectionnée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de sélection (E3) d'une nouvelle intersection de destination est exécutée si le nœud porteur (1) du paquet de données est localisé (E5) au niveau de l'intersection de destination sélectionnée, dite intersection courante.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lors de l'étape (E3) de sélection, le nœud mobile porteur (1 ; S) du paquet de données sélectionne une intersection de destination (12 ; 120) parmi les intersections candidates en fonction au moins de conditions de trafic en temps réel sur une voie de circulation reliant l'intersection candidate respective (12 ; 120) à l'intersection courante (II ; Ii).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit nœud mobile porteur (1 ; S) sélectionne l'intersection de destination (12 ; 120) parmi les intersections candidates en fonction de la proximité de l'intersection candidate (12 ; 120) au nœud cible (C).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que si aucun nœud mobile voisin (2) n'a été trouvé lors de l'étape de recherche (E7-E9), le nœud porteur porte le paquet jusqu'à ce qu'il détecte un nouveau nœud voisin.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque nœud maintient à jour des mesures relatives à la position, la vitesse et la direction de déplacement de ses nœuds voisins et en ce que l'étape de recherche d'au moins un nœud mobile, voisin du nœud porteur du paquet de données et plus proche de l'intersection de destination sélectionnée que le nœud porteur, comprend une étape de prédiction (E9), dans laquelle, à partir de ces mesures, on prédit à un instant courant la position courante d'un nœud voisin.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit nœud mobile porteur (1 ; S) sélectionne l'intersection de destination (12 ; 120) parmi les intersections candidates pour laquelle un score (Sj) prend une valeur maximum, le score étant calculé selon la formule suivante : Sj = α x f(T0) + β x g(Dj), où TIJ représente la densité de trafic de nœuds en déplacement entre l'intersection courante (Ii) et l'intersection de destination (Ij) ;
Dj représente la distance curvimétrique du chemin de routage qui relie l'intersection de destination (Ij) au nœud cible (C) ; α et β représentent des facteurs de correction ; f est une fonction de densité du trafic routier et telle que O < f(T,j) < 1 ; et
g(Dj) = 1 — L, tel que -1 < g(Dj) < 1, où Di est la distance
séparant l'intersection courante (Ii) du nœud cible (C).
8. Terminal de communication destiné à être utilisé par un nœud mobile (S ; 1) d'un réseau ad-hoc pour l'acheminement de paquets (P) de données à un nœud cible (C) du réseau ad-hoc, ledit réseau ad-hoc comprenant une pluralité de nœuds mobiles (1-14) se déplaçant selon des voies de circulation (Ll, L2, L3, Cl, C2, C3) d'un réseau géographique (10) déterminé, lesdites voies de circulation formant entre elles une pluralité d'intersections (II, 12, 13, 14, 15, 16 ; Ii, 110, 120, 130 ; In, In+O, ledit terminal étant caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens pour sélectionner une intersection de destination (12 ; 120) parmi des intersections voisines et en fonction de conditions de trafic;
- des moyens pour rechercher un nœud mobile voisin, plus proche de l'intersection de destination sélectionnée que ledit nœud mobile ;
- des moyens pour transférer les paquets (P) de données audit nœud mobile voisin trouvé, si la recherche est positive.
9. Système de communication sans fil comprenant une pluralité de nœuds mobiles (1 à 14) interconnectés selon une structure ad-hoc, lesdits nœuds se déplaçant selon des voies de circulation (Ll, L2, L3, Cl, C2, C3) d'un réseau géographique (10) déterminé, lesdites voies de circulation formant entre elles une pluralité d'intersections (II, 12, 13, 14, 15, 16 ; Ii , 110, 120, 130), le système étant caractérisé en ce que lesdits nœuds sont équipés d'un terminal de communication selon la revendication 8.
10. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de routage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.
11. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de routage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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