基于车载短距离通信网的优化aodv协议的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于车载短距离通信网的优化AODV协议的方法，属于车载通信网技术领域。
【背景技术】
[0002]车载短距离通信(Vehicle to X:V2X)网络是通过无线通信、GPS / GIS、传感等短距离通信技术实现的车内、车路、车间、车外、人车之间的通信，由于V2X网络中的各个节点处于快速移动状态，其网络切换频繁，所以节点之间的网络通信需要使用特殊的路由发现、建立及维护方法。
[0003]MANET (Mobile Ad hoc network,移动Ad hoc网络)是一种可随时随地组成网络而无需任何固定的底层设备支持的自组网，AODV(Ad hoc on-demand distance vectorrouting)协议是MANET网络中的一种重要的按需驱动的路由协议，其基本的工作原理是:源节点多播路由请求帧RREQ (RREQ的消息格式参见图1)，相邻节点收到该RREQ后，判断自己是否为目的节点，如果是，向源节点发送路由应答帧RREP，随后二者开始通信；如果不是，相邻节点查找路由表判断是否存在到达目的节点的路由，如果存在，就向源节点单播RREP，如果不存在，继续转发RREQ查找目的节点，同时记录通向源节点的反向路由；路由建立后，AODV协议还通过定期广播路由活跃帧HELLO来维护已建路由，一旦发现某条链路断开，节点就发送路由错误帧ERROR通知不可达节点删除记录或是重建路由。
[0004]将AODV的基本原理应用于V2X网络，可以实现V2X网络中移动车辆之间、车辆与路侧节点之间的动态路由，然而，结合V2X网络自身的特性，需要对AODV协议进行如下优化改进:
[0005]首先，AODV协议没有考虑节点之间的差异性，而，V2X网络中的路侧节点架设位置高、供电不受限制、接入带宽高、覆盖范围大，与车载节点相比其在网络接入能力上占据较大优势，所以，利用路侧节点的优势建立路由，可有效减少路由建立阶段广播的路由请求帧RREQ数量；
[0006]第二，V2X网络中的节点定期向周围的节点广播包含车辆位置、状态、IP地址等的心跳信息，利用节点之间定期发送的心跳信息，可有效减少路由维护阶段的活跃路由消息帧HELLO的数量。
【发明内容】
[0007]鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种基于车载短距离通信网的优化AODV协议的方法，该方法充分利用了路侧节点接入网络的优势，以及节点定期发送心跳信息的特性，可有效减少通信双方节点在路由发现、建立及维护过程中所需发送的路由请求帧RREQ及路由消息帧HELLO的数量，进而可减小系统开销，提高V2X网络性能。
[0008]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]基于车载短距离通信网的优化AODV协议的方法，节点之间定时发送包括车辆位置、状态、IP地址等信息的心跳信息，更新维护包括周围节点相关信息的环境信息对列，其特征在于，该方法为:
[0010]源节点欲与目的节点通信，源节点查找自身维护的环境信息队列，判断环境信息队列中是否存在目的节点，若存在，则直接向目的节点单播路由请求帧RREQ ;若不存在，源节点向其所属的路侧节点单播路由请求帧RREQ，由路侧节点负责查找目的节点，如果路侧节点找到目的节点，就向源节点发送路由应答帧RREP，如果路侧节点没有找到目的节点，源节点就向周围节点广播路由请求帧RREQ，以查找目的节点。
[0011]进一步的，
[0012]节点将收到的相邻节点发送的心跳信息转换为路由活跃帧HELLO用于维护路由。
[0013]所述路侧节点查找目的节点的方法是:
[0014]所述路侧节点将所述路由请求帧RREQ发送至与所述路侧节点相连的核心网路由器；
[0015]如果目的节点是车载节点，该核心网路由器查找该车载节点所属的目的路侧节点，然后将所述路由请求帧RREQ转发给该目的路侧节点，该目的路侧节点将所述路由请求帧RREQ单播至目的节点，若一定时间内没有收到目的节点的路由应答帧RREP，该目的路侧节点就在其覆盖范围内广播所述路由请求帧RREQ ；
[0016]目的节点收到所述路由请求帧RREQ后，向该目的路侧节点单播路由应答帧RREP，该目的路侧节点将该路由应答帧RREP转发至源节点；
[0017]如果目的节点不是车载节点，路侧节点就直接将路由请求帧RREQ转发给路侧节点所在网络的路由器，由路由器进行转发。
[0018]所述源节点向周围节点广播的路由请求巾贞RREQ,相邻节点收到该路由请求中贞RREQ后，查找自身维护的环境信息队列是否存在目的节点的相关信息，若存在，将找到的目的节点的序列号与该路由请求帧RREQ的序列号相比较，若前者大于等于后者，该相邻节点向源节点发送路由应答帧RREP，否则，相邻节点依据行车方向和归属路侧节点判断是否要将该路由请求帧RREQ进行转发。
[0019]所述相邻节点依据行车方向和归属路侧节点判断是否转发路由请求帧RREQ的方法是:
[0020]所述相邻节点依据环境信息队列中保存的源节点的信息，当所述相邻节点与源节点同属一个路侧节点，且二者行车方向相同时，所述相邻节点将所述路由请求帧RREQ转发；否则，不转发。
[0021]所述相邻节点将自身IP地址的网络号与源节点IP地址的网络号相比较，若不同说明二者分属不同的路侧节点；或者，所述相邻节点将自身登记的路侧节点代码同所述路由请求帧RREQ中源节点注册的路侧节点代码相比较，若不同说明二者分属不同的路侧节点。
[0022]目的节点发送的路由应答帧RREP，沿着路由请求帧RREQ的传播方向单播反向传输至源节点，所经路径上的中间节点收到该路由应答帧RREP后，建立从目的节点到源节点的前向路由，当该路由应答帧RREP到达源节点时，中间节点更新各自指向目的节点的路由信息。
[0023]当源节点通过相邻车载节点经路侧节点找到目的节点而建立路由后，源节点通过所述心跳信息监测是否接入路侧节点，一旦接入路侧节点，就通过该路侧节点查找目的节点，以建立由源节点、路侧节点、目的路侧节点及目的节点组成的路由，同时，释放掉经该相邻车载节点建立的路由。
[0024]本发明的优点在于:
[0025]本发明的方法充分利用了路侧节点接入网络的优势，以及节点定期发送心跳信息的特性，优化了 AODV协议，有效减少了通信双方节点在路由发现、建立及维护过程中所需发送的路由请求帧RREQ及路由消息帧HELLO的数量，进而减小了系统开销，提高了 V2X网络性能。
【附图说明】
[0026]图1是路由请求帧RREQ的消息格式示意图。
[0027]图2是本发明的优化AODV协议的方法的具体流程图。
[0028]图3是本发明的优化AODV协议的路由维护流程图。
[0029]图4是路由活跃巾贞HELLO的消息格式不意图。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0031]V2X网络中，各个节点定期向周围的节点广播包含车辆位置、状态、IP地址等自身状态信息的心跳信息，各节点同时接收周围其他节点发送的心跳信息，依据收到的心跳信息，更新维护包括周围节点相关信息的环境信息对列。
[0032]本发明公开的优化AODV协议的方法是:源节点欲与目的节点通信，源节点查找自身维护的环境信息队列，判断环境信息队列中是否存在目的节点，如果存在，则直接向目的节点单播路由请求帧RREQ ;如果不存在，源节点向其所属的路侧节点单播路由请求帧RREQ,由路侧节点负责查找目的节点，如果路侧节