基于位置优先探测的车际通信方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车际通信领域，尤其涉及一种基于位置优先探测的车际通信方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 车载自组织网络中的车辆辅助的车际通信方法，是基于携带和转发，高效地将数 据包路由到目的地并在一个合理的延迟内接收应答。当路由不存在时，节点携带包；当新的 接收器出现在它的范围时，节点转发包。本发明提出一种与现有的携带、转发方案不同方 法，它会利用车载网络的可预测以及特定交通模式和道路布局导致的移动特性。
【发明内容】
[0003] 为此，需要提供一种车际通信数据包转发方法，解决稀疏连接的车载网络中的数 据包通信问题。
[0004] 为实现上述目的，发明人提供了一种基于位置优先探测的车际通信方法，包括如 下步骤，携带数据包的车辆在经过路口时，扫描所有车辆，根据数据包的传输目标对扫描到 的车辆的位置进行优先级排序，将数据包传递给位置优先级最高的车辆。
[0005] 具体地，还包括步骤，若在经过路口时扫描不到车辆，则不进行转发，携带数据包 通过路口寻找下一个转发机会。
[0006] 进一步地，扫描所有车辆后还包括步骤，对扫描到的车辆至目标点的延迟进行判 断，将数据包传递给至目标点的延迟更低的车辆。
[0007] 进一步地，还包括步骤，车辆在对数据包进行转发前将自身转发信息记录在数据 包包头中。
[0008] -种基于位置优先探测的车际通信系统，包括扫描模块、排序模块、通信模块，
[0009] 所述扫描模块用于在携带数据包的车辆在经过路口时，扫描所有车辆，所述排序 模块用于根据数据包传输的目标点对扫描到的车辆的位置进行优先级排序，所述通信模块 用于将数据包传递给位置优先级更高的车辆。
[0010] 具体地，通信模块还用于，在经过路口时扫描不到车辆时不进行转发。
[0011] 进一步地，还包括延迟判断模块，
[0012] 所述延迟判断模块用于，在扫描所有车辆后对扫描到的车辆至目标点的延迟进行 判断；
[0013] 所述通信模块还用于将数据包传递给至目标点的延迟更低的车辆。
[0014] 具体地，还包括记录模块，车辆在对数据包进行转发前将自身转发信息记录在数 据包包头中。
[0015] 区别于现有技术，上述技术方案通过在路口搜寻其他车辆，对其他车辆进行优先 级排序从而选择更有可能将数据包传输到目标地点的车辆进行携带数据，还引入了延迟估 算计算方式，所述延迟即数据包通过车辆携带与无线通信路径到达目标地点的估计时间， 在转发数据包时只将数据包传输给延迟估算更低的车辆。提高了数据传输效率，解决了稀 疏连接的车载网络通信问题。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明【具体实施方式】所述的寻找去咖啡店最佳路径情景图；
[0017] 图2为本发明【具体实施方式】所述的车辆辅助数据传输模型；
[0018] 图3为本发明【具体实施方式】所述的基于方向优先探测的车际通信方法流程图；
[0019] 图4为本发明【具体实施方式】所述的路口模式示意图；
[0020] 图5为本发明【具体实施方式】所述的路由环路场景图；
[0021 ]图6为本发明【具体实施方式】所述的基于方向优先探测的车际通信系统模块图；
[0022] 图7为本发明【具体实施方式】所述的基于位置优先探测的车际通信方法流程图；
[0023] 图8为本发明【具体实施方式】所述的基于位置优先探测的车际通信系统模块图；
[0024] 图9为本发明【具体实施方式】所述的基于混合探测的车际通信方法流程图；
[0025] 图10为本发明【具体实施方式】所述的基于混合探测的车际通信系统模块图；
[0026] 图11为本发明【具体实施方式】所述的车际通信传输延迟模型建立方法流程图；
[0027]图12为本发明【具体实施方式】所述的车际通信传输延迟模型实例；
[0028]图13为本发明【具体实施方式】所述的三角形通路图；
[0029]图14为本发明【具体实施方式】所述的已知边界内传输示意图。
[0030] 附图标记说明：
[0031] 600、扫描模块；
[0032] 602、排序模块；
[0033] 604、通信模块；
[0034] 606、延迟判断模块；
[0035] 800、扫描模块；
[0036] 8〇2、排序模块；
[0037] 804、通信模块；
[0038] 806、延迟判断模块；
[0039] 808、记录模块；
[0040] 1000、扫描模块；
[0041 ] 1002、排序模块；
[0042] 1004、通信模块；
[0043] 1006、延迟判断模块。
【具体实施方式】
[0044] 为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实 施例并配合附图详予说明。
[0045] 车辆辅助的车际通信方法需要具备以下前提条件：
[0046] 1、车辆通过短程无线频道（100-250m)进行通信，并在数据包报头携带特定的信 息：如源ID、源位置、数据包生成时间、目的地位置、过期时间等数据。车辆可以通过三角测 量或GPS知道其位置，在周期性信标中附上自己的物理位置、移动速度、方向信息，这些信息 可以被它们单跳的邻居节点获取。
[0047] 2、车辆配有预加载的数字地图，提供街道地图和交通统计数据如交通密度、道路 上的车辆在不同时刻的速度和路口的交通信号时间表(如红色信号间隔的长度）。
[0048] 1、车际通信的基本原则
[0049] 车辆辅助的车际通信方法是基于携带和转发的想法，最重要的是通过最小的包转 发延迟选择转发路径。虽然地理转发方法的贪婪边界无状态路由（GPSR)，总是选择更接近 目的地的下一跳，在自组网中的数据传输相当高效，但可能不太适合稀疏连接的车载网络。
[0050] 如图1，假设一个车接近路口 Ia并发送一个到路口 Ib角落咖啡店的预定请求。通过 路径Ia-I。，Ic-Id和Id-Ib比通过路径Ia-Ib更快，尽管后者提供最短的地理路径。因为在 连接断开的情况下数据包必须由车辆携带，它的移动速度明显慢于通过无线通信传输。
[0051] 在稀疏网络，车辆应该尽量利用无线通信，或采用移动速度更快的车辆。因此，车 辆辅助数据传输需遵循以下基本原则：
[0052] 1)尽可能多地通过无线传输。
[0053] 2)如果数据包必须通过特定道路传输，应选择更高速的道路来传输。
[0054] 由于车载自组织网络的不可预测性，不能希望数据包沿着预先计算的最优路径成 功转发，所以在整个数据包转发过程中路径选择应持续动态执行。
[0055] 2、车际通信的数据传输模型 [0056]图2车辆辅助数据传输模型
[0057]如图2所示，基于数据包位置(即携带数据包的车辆），车辆辅助数据传输有三个数 据包模式，即交叉路口、直通和目的地。通过这些模式之间的切换，携带数据包选择最佳数 据转发路径。这三个模式中，路口模式是最关键而又最复杂的。
[0058]以数据包与目的地的距离进行建模，在包括源和目的地的连接图中，边界以内的 路被用来当作计算延迟的可用路径，通过建立数据传输延迟进行建模，估计数据传输的延 迟，在本发明的某些实施例中，估计的传输延迟会被用作数据包是否被转发的依据。包载体 会为每个邻居路口 Ij的Dij(Dij:包载体在Ii选择沿着路rij传递包，从Ii到目的地的预期的包 传递延迟)排序，找到转发的最优的路径。从而，在路口可用的通信范围内的所有车辆(叫做 接触）中，包会转发到拥有最小延迟的路上的汽车。如果没有可用的接触，或者所有接触要 走的路比包载体要走的路延迟更大，则包载体会带着包通过这个路口并寻找下一次转发机 会。详细的延迟计算方法不是本发明需要解决的主要问题，但会在说明书的最后一章给出。
[0059] 3、基于方向优先探测的车际通信方法
[0060] 车辆辅助的车际通信方法包括:路口模式以及直通模式。
[0061] A.路口模式的数据转发
[0062] 请参阅图3,为本发明基于方向优先探测的车际通信方法流程图，包括步骤S300携 带数据包的车辆在经过路口时，扫描所有车辆，S302根据数据包传输的目标点对扫描到的 车辆的移动方向进行优先级排序，S306将数据包传递给移动方