发送速率下的分组投递率比较曲线；
[0032] 图11是不同数据分组发送速率下的平均端到端时延比较曲线；
[0033] 图12是不同数据分组发送速率下的归一化路由开销比较曲线。
【具体实施方式】
[0034] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 的详细描述，但本发明的实施和保护不限于此，需指出的是，W下若有未特别详细说明之 处，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。 阳03引如图1所示，在目的节点收到RREQ报文后，生成一个RREP报文。扩展RREP消息 格式，在原有数据域的基础上增加四个数据域，分别用来存储当前转发RREP消息节点的横 坐标、纵坐标、移动方向的水平分速度、移动方向的竖直分速度。目的节点首先会填写AODV 协议的RREP报文各数据域，然后调用GI^模块获取自身的位置、速度等信息，填入新增数据 域中，目的节点构造完RREP消息后，将其沿着反向路径发送至源节点。
[0036]目的节点收到RREQ消息后，开始向源节点发送RREP消息，添加当前位置、速度、方 向等移动信息构造新RREP报文。目的节点将新RREP报文中的Lifetime字段置零，并沿着 反向路径发送至源节点。反向路径上的每一个中间节点在收到RREP报文后能够获取前一 个节点的移动信息，然后调用GI^模块获取自身的移动信息来计算两节点间链路的链路有 效时间化ink Expiration Time, LET)。如果新计算的LET比已存储在RREP报文里的LET 小，中间节点则将该RREP报文里的LET更新为小值，否则，中间节点则不更新LET。然后节 点将自身的移动信息添加到此RREP报文中，继续沿着反向路径传送到下一个节点，同时将 LET值添加到自身的路由表中，如果之后发现有相同的目的节点，此节点则可W查找自身路 由表的信息生成RREP报文和LET信息。按照此种方式，当源节点收到RREP报文时，则能够 获得该条路由的RET。由此源节点可W从多条路由中选择一条具有最长RET的稳定路由进 行数据传输。
[0037]如图2所示，节点I的坐标为（Xi，yi)，运动速度为r，运动方向与水平线的夹角为 0 1;节点J的坐标为（X i，yj)，运动速度为^，运动方向与水平线的夹角为0 i，信号传输半 径是R。节点J在收到节点I发送的RREP报文时，能够获取节点I的当前位置、速度W及方 向等移动信息，同时利用自身的移动信息可W计算出它与节点I之间的LET。LET满足
(1)
[0039]其中，水平速度a = Vi COS 0 I-Vj COS 0 j，水平位移b = Xi-Xj，竖直速度C = Vi sin 0 I-Vj sin 0 j，竖直位移 d = Yi-yj。 W40] 节点J将式（I)计算得到的LET和之前已存储在RREP中的LET进行对比，并将小 的LET和自身的移动信息添加到RREP报文中，继续沿着反向路径将此RREP报文发送到节 点Y。按照此种方式，当源节点收到沿着反向路径发送的RREP报文时，则能获取该条反向路 由的RET。RET被定义为路由中所有LET的最小值，即
[0041] RET = Min {LETi, LETz,. . . LETiJ，1《k《K 似
[0042] K为反向路由上的所有链路数。执行基于RET的路由竞争策略后，源节点能够获得 多条到达目的节点的路由RET，形成一个RET集出ETi, RETz, ...，REiy，N为源节点到目的节 点的路由数，源节点从中选择一条具有最大RET的稳定路由进行数据传输。ESRP协议路由 发现机制如图3所示，基于RET的路由竞争策略如图4所示。
[0043] 如图5中，源节点S与目的节点D之间存在多条目的节点可达性的有效路 由，其中 S-1-2-3-D 为主路由（RET0)，其他 S-4-5-6-D(RETl)， S-7-8-9-D(RET2)， 5-4-5-2-3-0(3613),5-1-8-9-0(3614),8-1-8-9-3-0(36^)均为次路由，且 当主路由没有发生断裂时，数据包主要由主路由传输， 其他路由则存储在源节点路由表中作为备份路由，由源节点对其进行路由管理。当主路由 发生路由断裂时，中断链路的上游节点发送RERR报文至源节点，告知源节点主路由已发生 路由断裂。源节点收到RERR报文后启动多径路由备份机制。假设主路由上节点2与节点3 之间的链路发生断裂，节点2发送RERR报文至源节点S，源节点S启动多径路由维护机制， 其算法描述如下：
[0044] 1)源节点S查找自身路由表，根据已排序的RET从多条备份路由中选择第一条备 份路由Rl (S-4-5-6-D)向原目的节点D定向发送一个带有标志位的探测数据包，同时源节 点中记录为第1次发送探测数据包。探测数据包中标志位主要用于告知路由Rl上的节点 从源节点S到目的节点D的主路由已发生断裂，请求其优先处理该探测数据包。若目的节 点收到该探测数据包，则生成应答报文，沿着该备份路由原路径传送到源节点，源节点在已 设定时间内能接收到该应答报文，则表示路由Rl有效，从而放弃主路由而选择路由Rl继续 传输数据，否则，转至2)
[0045] 2)若第一条备份路由失效，源节点S继续查找路由表选择第二条备份路由R2,记 录第2次发送探测数据包，同时按照流程1)执行。若路由R2显示有效，则放弃主路由和备 份路由R1，选择备份路由R2传输数据，若路由R2显示失效，则继续查找路由表中第S条备 份路由R3,源节点记录第3次发送探测数据包，同样按照流程1)执行。路由R3有效，否则， 转至3)
[0046] 3)源节点路由表中缓存的前S条备份路由都显示失效，源节点启动全路由修复机 制。
[0047] 因此，在数据传输阶段，数据分组主要通过主路由传输到目的节点。若主路由出现 断裂，源节点启动多径路由备份机制，选择备份路由重新进行数据传输。ESRP协议的多径路 由备份机制流程如图6所示。
[0048] 鉴于车载网节点高速移动、网络拓扑变化剧烈等特点，在路由选择阶段，通过扩展 RREP报文格式，引入最长RET机制，选择一条更加稳定可靠的路由进行数据传输。在路由 维护阶段，如果主路由失效，源节点直接利用备份路由进行路由修复，提高了路由修复的效 率。利用VanetMobiSim2. O软件搭建一个较贴近真实城市场景的移动模型，在此模型下利 用NS2对ESRP协议进行大量的仿真实验，图7比较了不同节点数目下ESRP协议与VSRP、 AODV协议的分组投递率、图8比较了不同节点数目下ESRP协议与VSRP、AODV协的平均端 到端时延、图9比较了不同节点数目下VSRP协议与AODV协议的归一化路由开销。图10比 较了不同数据分组发送速率下ESRP协议与VSRP、AODV协议的数据分组投递率、图11比较 了不同数据分组发送速率下ESRP协议与VSRP、AODV协议的平均端到端时延、图12比较了 不同数据分组发送速率下ESRP协议与VSRP、A0DV协议的归一化路由开销。从图7~图12 可W看出，ESRP协议较VSRP、AODV协议具有更高的投递率、更低的时延、更小的路由开销。
【主权项】
1. 一种用于车载自组网的增强的稳定路由协议，其特征在于：当源节点找到目的节点 且获得多条到达目的节点的有效路由后，目的节点会调用GPS模块获取自身位置和速度信 息填入RREP新增数据中，并沿着反向路径向源节点发送；每一个收到RREP消息的节点计 算链路有效时间LET(LinkExpirationTime)，对新计算的LET与已存储的LET进行比较， 在RREP中更新为较小的LET，同时添加当前节点的位置和速度信息继续转发到下一节点； 当RREP消息到达源节点时，源节点能获得该路由的路由有效时间RET(RoutingExpiration Time);由此源节点获得多条路由的RET，选择RET最大的路由进行数据传输，其他路由缓存 在源节点中作为备份路由向目的节点发送数据分组。2. 根据权利要求1所述的一种用于车载自组网的增强的稳定路由协议，其特征在于源 节点在找到目的节点，目的节点首先填写VSRP协议中的RREP报文各数据域，然后调用GPS 模块获取自身的横坐标、纵坐标、运动方向的水平分速度、运动方向的竖直分速度信息，填 入新增数据域中，目的节点构造完RREP消息后，将此消息沿着反向路径发送至源节点。3. 根据权利要求1所述的一种用于车载自组网的增强的稳定路由协议，其特征在于反 向路径上的每一个节点在收到上一节点发送的RREP报文时，能够获取其位置和速度信息， 同时调用GPS模块获取自身的位置和速度信息，由此计算两节点之间链路的LET，LET= |R-d|/|I，R为节点的通信半径，d为两节点间的绝对距离，v为节点的速度。4. 根据权利要求3所述的一种用于车载自组网的增强的稳定路由协议，其特征在于当 前节点将计算的LET值与已存储在RREP报文Lifetime字段中的值进行对比，若计算的LET 值较小，则更新Lifetime字段，否则不更新；当前节点添加自身的位置和速度信息到RREP 报文中，继续转发到下一节点。5. 根据权利要求1所述的一种用于车载自组网的增强的稳定路由协议，其 特征在于源节点收到RREP消息后，则能获取该条路由的RET，RET满足RET= Min{LEI^，LET2,. . .LETk}，1 <k<K，K表示反向路径上的链路数；由此方式源节点获得其 他多条路由的RET，从中选择一条最大RET的路由进行数据传输。6. 根据权利要求1所述的一种用于车载自组网的增强的稳定路由协议，其特征在于正 常情况下，如果主路由没有断链，数据分组只在主路由上传输，当主路由上的某个节点发生 断链时，中断处上游节点发送RERR报文告知源节点出现链路断裂，源节点启动多径路由备 份机制，该机制为：源节点收到RERR报文后查看路由表事先缓存的多条已按RET大小排序 的备份路由，同时定向发送一个带有标志位的数据包依次检测备份路由的有效性，而不是 立即重新发起新的路由发现过程；当源节点在设定时间内收到从目的节点发送回的应答数 据包后即可判断该条备份路由是有效的，从而源节点选择该条备份路由重新传输数据。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于车载Ad？Hoc网络的增强的稳定路由协议。源节点找到目的节点且获得多条到达目的节点的有效路由后，在路由选择阶段，引入最长路由有效时间机制，选择一条路由有效时间最大、更加稳定的路由进行数据传输。在路由维护阶段，如果主路由失效，源节点直接利用多径备份路由进行路由修复，提高了路由修复的效率。采用本发明的技术方案能够提升数据分组的投递率、减少平均端到端时延、降低路由开销，提高了车载Ad？Hoc网络的性能。
【IPC分类】H04W40/20, H04L12/721, H04L12/711
【公开号】CN105391631
【申请号】CN201510867332
【发明人】胡斌杰, 胡晋玉, 杜佳媛, 温清机
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月30日