一种基于网络编码的车联网数据传输方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及网络通信技术领域，特别是设及一种车联网数据传输方法及系统。
【背景技术】
[0002] 车联网是一种车辆与网络互通的移动通信系统。随着我国汽车保有量的迅速扩 大，车联网成为智能交通系统（IT巧发展的主要方向。作为物联网与移动互联网在汽车领 域的一个应用分支，车联网节点移动迅速、运算和存储能力强、能量充足，与一般移动网络 相比，车联网具有拓扑变化快、通信时间短等特点。如果车联网节点之间直接使用移动自组 织网络路由传递数据，上述特点将使得包转发成功的概率大大降低，数据传输的可靠性无 法保证。
[0003] 在车联网内构建基站等固定基础设施是提高其数据传输可靠性、减少传输时延的 主要手段。使用3G/4G基站可W实现车联网内节点之间的通信，但是昂贵的接入费用和不 稳定的服务质量成为影响其大规模使用的障碍。802.IlpDSRC/WAVE使用5. 9GHz的电磁波 实现了高速车辆之间W及高速车辆与基础设施之间的数据交换，运样车联网数据链路层W 802. 11技术为基础的成为未来的主要发展方向。但是，车辆的移动范围很大，而802. 11的 AP覆盖范围有限，难W形成类似蜂窝移动通信的全区域覆盖网络，大范围的AP未覆盖区域 会形成通信盲区。车辆在经过盲区时，必然会产生很大的通信时延，甚至会出现通信失败。
[0004] 利用AP与车辆协作通信是现在提高数据在盲区内传输可靠性的主要方式。AP可 W通过预测路过车辆的行驶路线、与目标车辆的相遇时刻等，来确定数据转发的下一跳。当 车辆在一个AP区内不能完成它的数据传输时，下一个AP点计算用户和注册车辆在盲区的 相遇时间和通信时长，选择一组协助车辆来携带用户所需数据。在车辆运行稳定的情况下， 运种协作通信的方式可W减少盲区数据包的丢失率。但是，在道路和车辆比较密集的城市 地区，车辆的行驶路线和速度是动态变化的，AP难W准确的预测路过车辆与目标车辆的相 遇情况，选择到不合适的协作车辆反而会增加数据包丢失率，降低盲区内的传输可靠性。
[0005] 因此，提供一种可靠性高的车联网数据传输方法及系统是本领域技术人员亟待解 决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种车联网数据传输方法及系统，W提高数据传输的可靠 性。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种车联网数据传输方法，包括：
[0008] 数据源车辆使用网络编码将待发送数据转换为编码块，向路径共享服务器请求数 据转发路径；
[0009] 所述路径共享服务器接收所述数据转发路径的请求；获取各个车辆发送的规划路 径信息，确定到达数据目的车辆的数据转发路径，将所述数据转发路径返回至所述数据源 车辆；
[0010] 所述数据源车辆接收到所述数据转发路径后，将所述数据转发路径上各个路径中 间车辆的身份信息标识在所述编码块上，向外发送；
[0011] 所述路径中间车辆将接收到的所述编码块转发至所述数据目的车辆。
[0012] 上述方法中，优选的，所述数据源车辆使用网络编码将待发送数据转换为编码块 包括：
[0013] 所述数据源车辆将待发送数据分割成相同预设大小的数据块，使用网络编码将所 述数据块转换为编码块。
[0014] 上述方法中，优选的，还包括：
[0015] 所述数据目的车辆接收到所述编码块后进行缓存，直到缓存到同一数据包内预设 数目的线性无关的编码块后，进行解码。
[0016] 上述方法中，优选的，所述路径共享服务器获取各个车辆发送的规划路径信息包 括：
[0017] 各个车辆分别生成从出发地到目的地的规划路径，确定所述规划路径上的特定 点，所述特定点为所述规划路径上距离参照点最近的点；
[0018] 根据各个车辆的行驶速度W及路况信息，分别计算所述车辆到达各个特定点的时 间；
[0019] 各个车辆分别将包含有所述特定点的编号、坐标W及到达各个特定点的时间的规 划路径信息向外发送；
[0020] 所述路径共享服务器获取各个车辆发送的规划路径信息。
[0021] 上述方法中，优选的，所述各个车辆分别将包含有所述特定点的编号、坐标W及到 达各个特定点的时间的规划路径信息向外发送包括：
[0022] 当所述车辆的行驶路径改变，或行驶速率变化超过预设阔值时，对所述规划路径 信息进行更新。
[0023] 上述方法中，优选的，所述各个车辆分别将包含有所述特定点的编号、坐标W及到 达各个特定点的时间的规划路径信息向外发送还包括：
[0024] 各个车辆接收到其他车辆的规划路径信息后，在与所述路径共享服务器之间的连 通距离满足预设距离的情况下，对所述规划路径信息进行转发。
[0025] 上述方法中，优选的，所述获取各个车辆发送的规划路径信息，确定到达数据目的 车辆的数据转发路径包括：
[00%] 所述路径共享服务器计算所述数据源车辆和所述数据目的车辆之间的传输时 延；
[0027] 确定所述数据源车辆和所述数据目的车辆之间连通的连通集合；
[0028] 根据所述传输时延W及所述连通集合，确定所述数据转发路径。
[0029] 上述方法中，优选的，所述路径中间车辆将接收到的所述编码块转发至所述数据 目的车辆包括：
[0030] 中间车辆接收到其他车辆转发的编码块后，通过标识在所述编码块上的身份信 息，判断是否为所述路径中间车辆；如果是，则向外转发所述编码块；如果否，则丢弃所述 编码块。
[0031] 上述方法中，优选的，还包括：
[0032] 当所述数据源车辆没有接收到所述数据转发路径后，直接将无标识的编码块向外 发送；
[0033] 所述中间车辆接收到所述无标识的编码块后，根据预设条件判断是否进行转发。
[0034] 本发明还提供了一种车联网数据传输系统，包括：
[0035] 车辆W及路径共享服务器，所述车辆包括数据源车辆、中间车辆、路径中间车辆W 及数据目的车辆；
[0036] 其中，所述数据源车辆用于使用网络编码将待发送数据转换为编码块，向所述路 径共享服务器请求数据转发路径，并接收所述路径共享服务器确定得到的数据转发路径 后，将所述数据转发路径上各个路径中间车辆的身份信息标识在所述编码块上，向外发 送；
[0037] 所述路径共享服务器用于接收所述数据转发路径的请求；获取各个车辆发送的规 划路径信息，确定到达数据目的车辆的数据转发路径，将所述数据转发路径返回至所述数 据源车辆；
[0038] 所述路径中间车辆用于将接收到的所述编码块转发至所述数据目的车辆。
[0039] 本发明所提供的车联网数据传输方法及系统，数据源车辆使用网络编码将待发送 数据转换为编码块，向路径共享服务器请求数据转发路径；路径共享服务器获取各个车辆 发送的规划路径信息，确定到达数据目的车辆的数据转发路径；数据源车辆根据数据转发 路径的信息，将各个路径中间车辆的身份信息标识在编码块上进行发送；路径中间车辆将 接收到的编码块转发至数据目的车辆。可见，本发明所提供的车联网数据传输方法及系统， 将网络编码技术引入到车联网中，利用网络编码的抗干扰能力，提高了车联网传输的鲁棒 性，大大提高了车联网数据传输的可靠性。
【附图说明】
[0040] 图1为本发明所提供的车联网数据传输方法的一种【具体实施方式】的流程图；
[0041] 图2为在本发明所提供的车联网数据传输方法的另一个具体实施例中路径共享 服务器获取各个车辆发送的规划路径信息的流程图；
[0042] 图3为在本发明所提供的车联网数据传输方法的又一个具体实施例中确定到达 数据目的车辆的数据转发路径的流程图；
[0043] 图4为所有车辆发送规划行驶路径的步骤流程图；
[0044] 图5为确定所有车辆发送规划行驶路径中特定点和参照点的关系示意图；
[0045] 图6为路径共享服务器计算数据转发路径的步骤流程图；
[0046] 图7为数据源车辆进行网络编码的步骤流程图；
[0047] 图8为目的车辆对编码块进行解码运算的步骤流程图；
[0048] 图9为中间车辆进行自主判断和重编码运算的步骤流程图；
[0049] 图10为本发明所提供的车联网数据传输系统的一种【具体实施方式】的结构框图。
【具体实施方式】
[0050] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051] 本发明所提供