选路方法及选路节点的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种选路方法及选路节点。选路方法包括：选路节点确定待发送的消息的目的节点；根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点，其中，所述消息传递到所述最后一个固定节点时所述目的节点行进到所述最后一个固定节点通信区域内的概率大于预设的概率阈值。本发明实施例提供了一种选路方案。
【专利说明】选路方法及选路节点【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及车联网领域，尤其涉及一种选路方法及选路节点。
【背景技术】
[0002]车联网是指利用先进传感技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术，对道路和交通进行全面感知，实现多个系统间大范围、大容量数据的交互，解决人、车辆、路、站场之间的协同问题，以提供交通效率和交通安全为主的网络与应用。
[0003]车联网作为一个网络，一个基本的需求就是在车联网中传递消息。由于车联网中既有固定节点，也有移动节点，架构复杂，在消息传递过程中如何进行消息选路是当前的研究热点。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明实施例的一个目的在于提供一种选路方案。
[0005]为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供一种选路方法，包括:
[0006]确定待发送的消息的目的节点；
[0007]根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点，其中，所述消息传递到所述最后一个固定节点时所述目的节点行进到所述最后一个固定节点通信区域内的概率大于预设的概率阈值。
[0008]为实现上述目的，根据本发明实施例的又一个方面，提供一种选路节点，包括:
[0009]目的确定模块，用于确定待发送的消息的目的节点；
[0010]选路模块，用于根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点，其中，所述消息传递到所述最后一个固定节点时所述目的节点行进到所述最后一个固定节点通信区域内的概率大于预设的概率阈值。
[0011]以上多个技术方案中的至少一个技术方案具有如下有益效果:
[0012]本发明实施例通过选路节点确定待发送的消息的目的节点，并根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点，其中，所述消息传递到所述最后一个固定节点时所述目的节点行进到所述最后一个固定节点通信区域内的概率大于预设的概率阈值，提供了一种选路方案，并且，在选路中考虑了交通信息和目的节点的行进路线使得所述最后一个固定节点的选择更为准确，减小了消息传输的总时延、提高了消息传输的成功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明提供的一种选路方法实施例的流程图；
[0014]图2为图1所示实施例中估计消息传输时延的一种场景示意图；
[0015]图3为图1所示实施例中通信区域增加率的一种场景示意图；
[0016]图4a为本发明提供的一种选路节点实施例一的结构图；[0017]图4b?4h分别为图4a所示实施例的一种实现方式的结构图；
[0018]图5为本发明提供的一种选路节点实施例二的结构图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0020]图1为本发明提供的一种选路方法实施例的流程图。如图1所示，本实施例包括:
[0021]101、选路节点确定待发送的消息的目的节点。
[0022]其中，所述选路节点可以是车联网中任一需要发送消息的节点。从消息的传递路径的角度，所述选路节点可以为所述消息的源节点或中继节点；其中，所述中继节点是指在从源节点向目的节点传输所述消息的过程中接收并转发所述消息的节点。从节点属性的角度，所述选路节点可以为移动节点或固定节点；其中，所述移动节点通常为车载终端，所述固定节点通常为路边设施。
[0023]通常，所述待发送的消息的目的节点为移动节点。
[0024]102、根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点，其中，所述消息传递到所述最后一个固定节点时所述目的节点行进到所述最后一个固定节点通信区域内的概率大于预设的概率阈值。
[0025]其中，所述固定节点分布拓扑可以包括所有固定节点的位置。
[0026]其中，所述交通信息可以包括各路段的属性信息，如位置、长度，和各路段的交通流量数据；所述交通流量数据包括交通流量统计数据和/或交通流量实时数据，其中，可选地，交通流量统计数据可以由交通控制中心(Traffic Control Center,简称TCC)定期地配置给所有节点，交通流量实时数据可以由TCC实时地同步给互联网接入节点，其中，所述互联网接入节点为能够接入互联网的固定节点。
[0027]其中，所述目的节点的行进路线由所述目的节点汇报给互联网接入节点，包括所述目的节点的当前位置和以所述当前位置为起点的行进路线规划。进一步地，所述互联网接入节点可以和车联网中所有其它节点共享所述目的节点的行进路线，或者，仅和车联网中的一些特定的固定节点(如下文所述的汇聚节点)共享所述目的节点的行进路线，或者，所述互联网接入节点不和车联网中任一其它节点共享所述目的节点的行进路线。
[0028]需要说明的是，车联网中的各移动节点均可以将自身的行进路线汇报给互联网接入节点。
[0029]其中，所述最后一个固定节点的通信区域是指所述最后一个固定节点可直接传输消息的范围，其大小与所述最后一个固定节点采用的通信技术有关。举例来说，当所述最后一个固定节点采用专用短程通信技术(Dedicated Short Range Communications,简称DSRC)与移动节点通信时，其通信距离为200米，其通信区域为以所述最后一个固定节点为中心、200米为半径的区域。可选地，选取所述最后一个固定节点通信区域内所述最后一个固定节点所处的位置为所述目的节点接收消息的位置，相应地，所述消息传递到所述最后一个固定节点时所述目的节点行进到所述最后一个固定节点处的概率大于预设的概率阈值。
[0030]在一种可选的实现方式中，所述根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点，包括:
[0031]根据所述固定节点分布拓扑和交通信息，估计所述消息从所述选路节点传输到第一固定节点的消息传输时延；
[0032]根据所述目的节点的行进轨迹和所述交通信息，确定所述目的节点行进到所述第一固定节点处的行进时延的分布函数；
[0033]根据所述分布函数和所述消息传输时延，确定所述消息传递到所述第一固定节点时所述目的节点行进到所述第一固定节点处的概率；
[0034]若所述概率大于所述预设的概率阈值，则将所述第一固定节点确定为所述最后一个固定节点。
[0035]其中，所述预设的概率阈值可以是用户要求的消息传输成功率。
[0036]具体地，目的节点从当前位置到所述第一固定节点的车辆行进时延g(v)满足gamma分布,记为V~r(Kv，0v)，其中:
[0037]魔义=1卿CD tT Var[Yl\ tr E[v,]
[0038]公式(I)中，N为所述目的节点根据所述目的节点的行进路线从当前位置到所述第一固定节点需经过的路段的个数，E[Vi] ,Vartvi]为根据交通信息得到的第i个路段上车辆平均速度Vi的ga_a分布的期望和方差，I i No
[0039]考虑到所述消息由所述选路节点传递到所述第一固定节点的消息传输时延EDD，以及用户要求的消息传输成功`率a，g(v)还满足:
fiEDD/ Cs \
[0040]P=v)dv > a\l )
JO
[0041]通常，固定节点布设在交叉路口，在一种可能的场景中，为了尽量减少车联网的建设和维修费用，不在所有的交叉路口布设固定节点，相应地，所述消息由所述选路节点传递到所述最后一个固定节点的消息传输时延EDD包括两个部分，即两端及中间各交叉路口均有固定节点的部分和两端有固定节点或一端有作为所述选路节点的移动节点、另一端有固定节点且中间无固定节点的部分。可选地，所述根据所述固定节点分布拓扑和交通信息，估计所述消息从所述选路节点传输到第一固定节点的消息传输时延，包括:
[0042]根据所述固定节点分布拓扑，确定所述选路节点到所述第一固定节点的消息传输路径上固定节点的布设位置；
[0043]根据所述消息传输路径上固定节点的布设位置，将所述消息传输路径分为至少一个第一区间和至少一个第二区间，一所述第一区间为两端有固定节点且中间的交叉路口均有固定节点的一连续路段，一所述第二区间为中间无固定节点、两端有固定节点的一连续路段或中间无固定节点、前一端点为作为所述选路节点的移动节点、后一端点为固定节点的一连续路段；
[0044]根据所述交通信息，分别估计所述消息在所述至少一个第一区间和所述至少一个第二区间的传输时延；
[0045]根据所述消息在所述至少一个第一区间和所述至少一个第二区间的传输时延，得到所述消息从所述选路节点传输到第一固定节点的消息传输时延。
[0046]其中，第一区间的期望值为E[D]:
【权利要求】
1.一种选路方法，其特征在于，所述方法包括: 选路节点确定待发送的消息的目的节点； 根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点，其中，所述消息传递到所述最后一个固定节点时所述目的节点行进到所述最后一个固定节点通信区域内的概率大于预设的概率阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点，包括: 根据所述固定节点分布拓扑和交通信息，估计所述消息从所述选路节点传输到第一固定节点的消息传输时延； 根据所述目的节点的行进轨迹和所述交通信息，确定所述目的节点行进到所述第一固定节点处的行进时延的分布函数； 根据所述分布函数和所述消息传输时延，确定所述消息传递到所述第一固定节点时所述目的节点行进到所述第一固定节点处的概率； 若所述概率大于所述预设的概率阈值，则将所述第一固定节点确定为所述最后一个固定节点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述固定节点分布拓扑和交通信息，估计所述消息从所述选路节点传输到第一固定节点的消息传输时延，包括: 根据所述固定节点分布拓扑，确定所述选路节点到所述第一固定节点的消息传输路径上固定节点的布设位置； 根据所述消息传输路径上固定节点的布设位置，将所述消息传输路径分为至少一个第一区间和至少一个第二区间，一所述第一区间为两端有固定节点且中间的交叉路口均有固定节点的一连续路段，一所述第二区间为中间无固定节点、两端有固定节点的一连续路段或中间无固定节点、前一端点为作为所述选路节点的移动节点、后一端点为固定节点的一连续路段； 根据所述交通信息，分别估计所述消息在所述至少一个第一区间和所述至少一个第二区间的传输时延； 根据所述消息在所述至少一个第一区间和所述至少一个第二区间的传输时延，得到所述消息从所述选路节点传输到第一固定节点的消息传输时延。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点包括: 判断本地是否保存有所述目的节点的行进路线，若是则根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 若否，则向保存有所述目的节点的行进路线的节点发送所述消息和所述目的节点的标识息。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 若否，则向保存有所述目的节点的行进路线的节点发送获取所述目的节点的行进路线的请求。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:接收所述保存有所述目的节点的行进路线的节点返回的所述目的节点的行进路线，并执行所述根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 若否，则判断所述消息的数据量是否超过预设的数据量阈值，若超过则向保存有所述目的节点的行进路线的节点发送获取所述目的节点的行进路线的请求，若未超过则向所述保存有所述目的节点的行进路线的节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点之前，还包括: 获取所述目的节点的行进路线。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取所述目的节点的行进路线包括: 从本地获取所述目的节点的行进路线；或者 从保存有所述目的节点的行进路线的节点获取所述目的节点的行进路线。
11.根据权利要求5、6、7、8或10所述的方法，其特征在于，所述保存有目的节点的行进路线的节点为预先配置 的互联网接入节点。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 根据所述固定节点分布拓扑和所述交通信息，确定所述选路节点到所述最后一个固定节点的下一跳固定节点； 向所述下一跳固定节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述向所述下一跳固定节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息，包括: 广播所述下一跳固定节点的信息； 接收至少一个移动节点返回的时延估计值，所述时延估计值是对应的移动节点估计的自身到所述下一跳固定节点的消息传输时延； 若所述至少一个移动节点的时延估计值中存在小于所述选路节点到所述下一跳固定节点的消息传输时延的至少一个时延估计值，则向小于所述选路节点到所述下一跳固定节点的消息传输时延的时延估计值对应的移动节点发送所述消息和所述目的节点的标识信肩、O
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述向小于所述选路节点到所述下一跳固定节点的所述消息传输时延的时延估计值对应的移动节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息，包括: 若小于所述选路节点的所述消息传输时延的时延估计值不超过预设的时延阈值，则向小于所述选路节点到所述下一跳固定节点的消息传输时延的时延估计值对应的移动节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 若接收到的任一移动节点返回的时延估计值和所述选路节点到所述下一固定跳节点的消息传输时延均大于预设的时延阈值，则在所述选路节点的通信区域内洪泛所述消息和所述目的节点的标识信息。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述在所述选路节点的通信区域内洪泛所述消息和所述目的节点的标识信息，包括: 根据所述选路节点的通信区域内的各移动节点对应的通信区域增加率，确定各移动节点对应的等待时延； 根据所述各移动节点对应的等待时延，向所述各移动节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息； 所述各移动节点对应的通信区域增加率等于各移动节点的通信区域面积减去所述移动节点和所述选路节点的通信区域的交集的面积的差除以所述选路节点的通信区域的面积；对应的通信区域增加率越大的移动节点对应的等待时延越短。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述向所述下一跳固定节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息，包括: 若所述下一跳固定节点不是所述最后一个固定节点，向所述下一跳固定节点发送所述消息、所述目的节点的标识信息和所述选路节点到所述最后一个固定节点的节点序列，所述节点序列包括所述选路节点到所述最后一个固定节点的中继固定节点的标识信息序列和所述最后一个固定节点的标识信息。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选路节点为所述消息的源节点或中继节点。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选路节点为移动节点或固定节点。
20.一种选路节点，其特征在于，所述选路节点包括: 目的确定模块，用于确定待发送的消息的目的节点； 选路模块，用于根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点，其中，所述消息传递到所述最后一个固定节点时所述目的节点行进到所述最后一个固定节点通信区域内的概率大于预设的概率阈值。
21.根据权利要求20所述的节点，其特征在于，所述选路模块包括: 估计单元，用于根据所述固定节点分布拓扑和交通信息，估计所述消息从所述选路节点传输到第一固定节点的消息传输时延； 第一确定单元，用于根据所述目的节点的行进轨迹和所述交通信息，确定所述目的节点行进到所述第一固定节点处的行进时延的分布函数； 第二确定单元，用于根据所述分布函数和所述消息传输时延，确定所述消息传递到所述第一固定节点时所述目的节点行进到所述第一固定节点处的概率； 第三确定单元，用于若所述概率大于所述预设的概率阈值，则将所述第一固定节点确定为所述最后一个固定节点。
22.根据权利要求21所述的节点，其特征在于，所述估计单元具体用于: 根据所述固定节点分布拓扑，确定所述选路节点到所述第一固定节点的消息传输路径上固定节点的布设位置； 根据所述消息传输路径上固定节点的布设位置，将所述消息传输路径分为至少一个第一区间和至少一个第二区间，一所述第一区间为两端有固定节点且中间的交叉路口均有固定节点的一连续路段，一所述第二区间为中间无固定节点、两端有固定节点的一连续路段或中间无固定节点、前一端点为作为所述选路节点的移动节点、后一端点为固定节点的一连续路段； 根据所述交通信息，分别估计所述消息在所述至少一个第一区间和所述至少一个第二区间的传输时延； 根据所述消息在所述至少一个第一区间和所述至少一个第二区间的传输时延，得到所述消息从所述选路节点传输到第一固定节点的消息传输时延。
23.根据权利要求20所述的节点，其特征在于，所述选路模块包括: 判断单元，用于判断本地是否保存有所述目的节点的行进路线； 选路单元，用于若所述判断单元的判断结果为是，则根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点。
24.根据权利要求23所述的节点，其特征在于，所述选路模块还包括: 发送单元，用于若所述第一判断单元的判断结果为否，则向保存有所述目的节点的行进路线的节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息。
25.根据权利要求23所述的节点，其特征在于，所述选路模块还包括: 获取单元，用于若所述判断单元的判断结果为否，则向保存有所述目的节点的行进路线的节点发送获取所述目的节点的行进路线的请求。
26.根据权利要求25所述的节点，其特征在于，所述获取单元还用于: 接收所述保存有所述目的节点的行进路线的节点返回的所述目的节点的行进路线，并触发所述选路单元执行所述根据固定节点分布拓扑、交通信息和所述目的节点的行进路线，确定本次选路的最后一个固定节点。
27.根据权利要求25所述的节点，其特征在于，所述选路模块还包括: 选择单元，用于若否，则判断所述消息的数据量是否超过预设的数据量阈值，若超过则向保存有所述目的节点的行进路线的节点发送获取所述目的节点的行进路线的请求，若未超过则向所述保存有所述目的节点的行进路线的节点发送所述消息和所述目的节点的标识息。
28.根据权利要求22所述的节点，其特征在于，所述节点还包括: 获取模块，用于获取所述目的节点的行进路线。
29.根据权利要求28所述的节点，其特征在于，所述获取模块具体用于: 从本地获取所述目的节点的行进路线；或者 从保存有所述目的节点的行进路线的节点获取所述目的节点的行进路线。
30.根据权利要求24、25、26、27或29所述的节点，其特征在于，所述保存有目的节点的行进路线的节点为预先配置的互联网接入节点。
31.根据权利要求20所述的节点，其特征在于，所述节点还包括: 下一跳确定模块，用于根据所述固定节点分布拓扑和所述交通信息，确定所述选路节点到所述最后一个固定节点的下一跳固定节点； 发送模块，用于向所述下一跳固定节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息。
32.根据权利要求31所述的节点，其特征在于，所述发送模块包括: 广播单元，用于广播所述下一跳固定节点的信息； 接收单元，用于接收至少一个移动节点返回的时延估计值，所述时延估计值是对应的移动节点估计的自身到所述下一跳固定节点的消息传输时延；发送单元，用于若所述至少一个移动节点的时延估计值中存在小于所述选路节点到所述下一跳固定节点的消息传输时延的至少一个时延估计值，则向小于所述选路节点到所述下一跳固定节点的消息传输时延的时延估计值对应的移动节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息。
33.根据权利要求32所述的节点，其特征在于，所述发送单元具体用于: 若小于所述选路节点的所述消息传输时延的时延估计值不超过预设的时延阈值，则向小于所述选路节点到所述下一跳固定节点的消息传输时延的时延估计值对应的移动节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息。
34.根据权利要求30所述的节点，其特征在于，所述发送模块还包括: 洪泛单元，用于若所述接收单元接收到的任一移动节点返回的时延估计值和所述选路节点到所述下一跳固定节点的消息传输时延均大于预设的时延阈值，则在所述选路节点的通信区域内洪泛所述消息和所述目的节点的标识信息。
35.根据权利要求34所述的节点，其特征在于，所述洪泛单元具体用于: 根据所述选路节点的通信区域内的各移动节点对应的通信区域增加率，确定各移动节点对应的等待时延； 根据所述各移动节 点对应的等待时延，向所述各移动节点发送所述消息和所述目的节点的标识信息； 所述各移动节点对应的通信区域增加率等于各移动节点的通信区域面积减去所述移动节点和所述选路节点的通信区域的交集的面积的差除以所述选路节点的通信区域的面积；对应的通信区域增加率越大的移动节点对应的等待时延越短。
36.根据权利要求31所述的节点，其特征在于，所述发送模块具体用于: 若所述下一跳固定节点不是所述最后一个固定节点，将所述消息、所述目的节点的标识信息和所述选路节点到所述最后一个固定节点的节点序列通过车联网发送给所述下一跳固定节点，所述节点序列包括所述选路节点到所述最后一个固定节点的中继固定节点的标识信息序列和所述最后一个固定节点的标识信息。
37.根据权利要求20所述的节点，其特征在于，所述选路节点为所述消息的源节点或中继节点。
38.根据权利要求20所述的节点，其特征在于，所述选路节点为移动节点或固定节点。
【文档编号】H04W40/22GK103813405SQ201410046755
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月10日 优先权日:2014年2月10日
【发明者】陈彦如, 付松涛, 陈良银, 李璋华, 景豪然 申请人:北京智谷睿拓技术服务有限公司