基于位置优先探测的车际通信方法及系统的制作方法_3

文档序号:9915211阅读:来源:国知局
破路由环的方法是,记录前一跳的信息。比如上一个例子,在包转发 给B之前,A将自己的ID记录成前一跳的信息。当B接收到包并决定转发给A时,它会检查前一 跳的信息,并且发现A是它的前一跳。B不会将包转发给A,转而寻找下一个可用的接触。
[0090] -个路由环路可能涉及η个(n>2)节点。检测这样的路由环路,所有的前η跳信息都 需要记录。然而,这样的环路检测机制会显著地降低转发性能,因为这样的检测机制可能会 阻止很多有效的节点成为下一跳的节点。如图4所示,如果在路由环路被检测到时Α是包载 体,除了 B没有其他接触。假如,A和B都路过路口的中心后,A继续向东,B继续向北。因为B朝 最好方向运动,包应该转给B,并且A和B之间的路不会形成环路。然而,由于B被包记录成前 跳的节点,包转发给B是不允许的。因此,虽然我们可以记录前跳信息去检查路由环路,许多 有效的转发路径会变得无法使用,从而降低了转发性能。
[0091] 在一个路口,如果转发节点每跳的包优先转发方向都被计算,可能会引起以下分 歧和冗余计算的问题:如两个后续转发节点对同一条路计算得到的预期转发延迟的分歧, 以及同一路口区域所有转发节点多次计算,而浪费计算资源。
[0092] 为解决这些问题,基于位置优先探测的车际通信方法还包括步骤,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。路口区域第一个收到包的节点执行计 算,并得到下个转发包的方向/路的优先顺序。这些信息会被封装在包头,一直持续到包被 转发出当前路口。同一个路口的后续转发节点不会重复计算。作为替代的方案,它们检查包 头,并基于优先顺序转发包。如此,一个路口的一个包只会进行一次计算,并且分歧问题也 会被解决。
[0093]在图7所示的某些进一步的实施例中,扫描所有车辆后还包括步骤S704,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。所述延迟 判断为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,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。通过上述步骤,能够进一步缩短数据包传输需要的时间,提高车际通信中转发数据包的 效率。
[0094] B.直通模式和目的地模式的数据转发
[0095] 直通模式的数据转发比路口模式的简单的多,因为最多是双向的。可以提前简单 指定路口,当做目标加入到当前路中,使用贪婪边界无状态路由向目标位置传输。如果之前 无可用的车辆传输,当前包载体会继续携带包。当然,可能有更好的方法。比如,如果包载体 遇到一个逆向的车,当该车收到了从当前车位置的包的估计延迟可能会不同。因此包载体 可能决定将背后的路口作为目标位置。然而,检查这种情况下可能会增加计算开销,而且这 种情况下的可能性会很小。
[0096] 当包与目的地的距离低于预定义的阈值时,数据包使用目的地模式转发。目的地 的位置成为目标位置,贪婪边界无状态路由用于数据包到最终目的地的转发。
[0097] 在图8所示的实施例中,介绍一种基于位置优先探测的车际通信系统,包括扫描模 块800、排序模块802、通信模块804,
[0098]所述扫描模块800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802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804用于将数据包传递给位置优先级更高的车辆。通过上述模块设计,车辆能够在经 过路口时将数据包发送到移动方向优于自身的车辆,使得数据包有更大概率向目标地点移 动,节省了传输时间,提高了车际通信中数据包的传输效率,解决了稀疏连接的车载网络中 的数据包传输问题。
[0099]具体地,通信模块804还用于,在经过路口时扫描不到车辆时不进行转发。通过短 程无线通信与车载通信结合提高了本方法的数据包传输效率。
[0100] 进一步地,还包括延迟判断模块806,
[0101] 所述延迟判断模块806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;
[0102] 所述通信模块804还用于将数据包传递给至目标点的延迟更低的车辆。通过上述 模块设计,包会转发到拥有最小延迟的路上的汽车。进而能够进一步缩短数据包传输需要 的时间,提高车际通信中转发数据包的效率。
[0103] 具体地,还包括记录模块808,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。防止了通信环路的产生,提高了数据包转发效率,更好地解决了系数连接的 车载网络中的数据包传输问题。
[0104] 5、基于混合探测的车际通信方法
[0105] 车辆辅助的车际通信方法包括:路口模式以及直通模式。
[0106] A.路口模式的数据转发
[0107] 在图9所示的实施例中,介绍了一种基于混合探测的车际通信方法,包括如下步 骤,S900携带数据包的车辆在经过路口时,扫描所有车辆,S902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,S906将数据包传递给位置优先级最高的车辆,若位置 优先级最高的车辆曾经作为数据包的转发者转发过数据包,则进行步骤,S908根据数据包 的传输目标对扫描到的车辆的移动方向进行优先级排序,将数据包传递给移动方向优先级 最高的车辆。
[0108] 路口模式下,包载体检查是否有可用接触可以实现最优转发,关键点是如何在所 有可用的接触中确定下一跳,并且确保数据包通过预先计算的方向转发。在图4所示的实施 例中,为路口模式情境图,车辆A把数据包转发到特定的目的地。假设北方是这个数据包的 最优方向。对于这个包载体有两个可用的接触:B向南移动,C向北移动。因此对于这个数据 包有B或C两个选择方向来决定它的下一跳。这两种数据包转发目标都是向北的:选择B是因 为B在地理上更接近北方,并能提供一个更好利用无线通信的可能性(如B可以立即将数据 包传递给D但C不能);选择C是因为C的数据包转发移动方向是朝北的。这两个选择产生两种 不同的转发协议:位置优先探测(L-VADD)和方向优先探测(D-VADD)。
[0109] 按照位置优先探测,在图5所示的路由环路的场景中,A首先检查北边位置,找不到 任何接触。然后,检查东边发现B。因此,把包转发给B。在接收包后,B首先检查北边,发现A更 接近北,把包传回A。这样AB之间就形成了一个环路。倘若采用记录前一跳或者前η跳的办法 来避免环路,势必降低了转发性能。如果采用方向优先探测,虽然不会产生路由环路,然而, 它们优先考虑移动方向,并可能经历长距离的包转发,从容导致长的包传输延迟。
[0110] 一个理想的车辆辅助数据传输协议应该最小化地理转发距离,使得延迟最小,并 且没有路由环路。混合探测满足以上要求,它是位置优先探测协议和方向优先探测协议的 混合版本。
[0111] 当进入路口时,混合探测像位置优先探测那样产生环路。如果检测到路由环路,本 方法会立即使用方向优先探测,直到它离开这个路口。通过这种方式,混合探测继承了没有 路由环路的位置优先探测的最短转发路径的优点,以及使用方向优先探测去解决位置优先 探测的环路问题。
[0112] 从传输率看,在所有车辆辅助数据传输协议中,混合探测协议具有最好的传输率。 尽管环路检测可能会降低使用一些有效的好路径的机会。然而,当车密度较高时,路口的路 由环路不太可能频繁出现,无环路的位置优先探测协议不需要排除太多的无辜节点,以从 环路中恢复;它的传输率会变得更高。
[0113] 从传输延迟看,在车密度较低时,混合探测协议与方向优先探测协议的传输延迟 相似,这是因为此时的路由环更多,并且它只能更依赖方向优先探测协议从环路中恢复。当 车密度很高时,混合探测协议的延迟比方向优先探测协议的低,但与位置优先探测协议的 相近。
[0114] 在一个路口,如果转发节点每跳的包优先转发方向都被计算,可能会引起以下分 歧和冗余计算的问题:如两个后续转发节点对同一条路计算得到的预期转发延迟的分歧, 以及同一路口区域所有转发节点多次计算,而浪费计算资源。
[0115] 为解决这些问题,路口区域第一个收到包的节点执行计算,并得到下个转发包的 方向/路的优先顺序。这些信息会被封装在包头,一直持续到包被转发出当前路口。同一个 路口的后续转发节点不会重复计算。作为替代的方案,它们检查包头,并基于优先顺序转发 包。如此,一个路口的一个包只会进行一次计算,并且分歧问题也会被解决。
[0116] 在其他一些具体的实施例中,本发明方法还包括步骤,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。本方法通过短程无线通信 与车载通信结合提高了本方法的数据包传输
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