本发明涉及一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，属于车联网技术领域。
背景技术：
VANET(车载自组织网络)网络是一种独特的Ad hoc网络，可实现车与车之间、车与路边基础设施之间的通信，在新一代智能交通系统中占据核心位置，在交通预警、车辆自动驾驶、道路交通信息查询等方面具有重要的应用前景。
在VANET中，网络层是网络协议研究的重点，而路由算法又是网络层研究的核心。由于车载自组织网络具有节点数目多、车辆节点密度大、移动速度大和易受道路条件限制等特点，使得传统的MANET(移动自组织网络)路由算法不能很好的适应VANET环境。与简单的高速环境相比，城市场景中复杂的路况和基础设施，会导致车辆节点的链路质量不稳定，从而不能保证车辆之间的通信质量。因此设计出适应不同车载环境的路由协议算法受到了越来越广泛的关注。
E-GyTAR路由协议(Enhanced greedy traffic-aware routing protocol)根据各个路段的实时车流密度和车辆节点的运动方向选取路径，进而通过速度向量预测下一跳的位置进行数据包转发，该协议有效的解决了实时性问题，进一步提高了数据投递率。该协议的具体过程如图1。但是该协议仍然存在一些问题，在选取路径过程中，只考虑与目的节点方向相同的车辆密度，如果车辆的流向与目的车辆节点方向完全相反，那么它就无法选择合适的路径，从而导致数据包传输率下降。其次，在数据包转发的时候，该路由协议采用的是单跳方式，效率不是很高。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，解决E-GyTAR路由协议(Enhanced greedy traffic-aware routing protocol)不能充分利用非目的路口方向的车辆节点密度的问题。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，基于车辆节点的方向密度比的路由算法，其特征是，包括如下步骤：
(1)在车辆节点的方向密度比的路由算法中，把每条道路按照车辆信号传输距离分成若干个区域；每个区域中心范围且最靠近中心点位置的车辆设置为CDP发送车辆，并通过CDP发送车辆在该区域内传输CDP数据；
(2)进入路口区域的车辆，获得该路口的CDP数据，进行数据分析，得到车辆节点方向密度比，并选择最佳路径；
(3)确定目的路口，进行数据包转发；
(4)在数据转发过程中，采用节点携带和转发的方式来解决局部最优问题。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，所述步骤(1)中CDP数据的内容包括：道路编号id、区域编号i、候选路口方向Direction、传输时间Time、区域中心位置Pi(xi,yi)、xi为坐标的横坐标，yi为坐标的纵坐标，区域中下一个路口前向车辆密度Vi↑、区域中下一个路口逆向车辆密度Vi↓和区域中总车辆密度ViT。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，所述步骤2)的具体内容为：
参数定义：每个路口所得分数score；权重值α、β；下一个路口位置为Pn(an,bn)，当前路口位置为Pc(ac,bc)，目的地位置为Pd(ad,bd)，其中ai和bi，i＝n、c、d，分别是位置坐标的横坐标和纵坐标；候选路口到目的节点的道路距离Dn；当前路口到目的节点的道路距离Dc；候选路口到目的节点的接近度Dp，其中Dp＝Dn/Dc；当前路口到不同候选路口之间的车辆节点平均密度Did，id为候选道路的路径标识；当前路口到候选路口方向的车辆节点平均密度D↑，其中D↑＝∑Vi↑；当前路口到候选路口反方向的车辆节点平均密度D↓，其中D↓＝∑Vi↓；车辆节点方向比γ，其中γ＝D↑/D↓；
步骤21)当车辆进入路口，利用GPS和GLS获得Dn、Dc和Dp；
步骤22)根据每个候选路口传来的CDP数据，得到每条路径的id、D↑和D↓，并得到γ；
步骤23)若D↑≠0且D↓≠0，转步骤24)，否则转步骤25)；
步骤24)若γ≥1，将D↑赋值给Did，即Did＝D↑，转步骤27)，否则将D↑、D↓的和赋值给Did，即Did＝D↑+D↓，转步骤27)；
步骤25)若D↑≠0且D↓＝0，将D↑赋值给Did，即Did＝D↑，转步骤27)，否则转步骤26)；
步骤26)若D↓≠0，将D↓乘以方向因子后赋值给Did，即Did＝D↓×η，其中0<η<1，转步骤27)，否则将Did赋值为0，即Did＝0；转步骤27)；
步骤27)根据当前路口的所有相邻路口的分数来选择路径，得到分数最高的路口，标记为下一个路口。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，所述步骤27)中的计算公式为：score(id)＝α×(1-Dp)+β×Did。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体内容为：采用两跳路由转发，在每个车辆节点中保存两跳邻节点信息表，记录该车辆节点的方向、速度、位置信息；在转发数据之前，源节点或者中间节点首先获取最新的邻节点信息，再进行数据的分析和转发节点的选择，最后执行转发。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，所述步骤3)中，在数据转发过程时采用节点携带和转发的方式来解决局部最优问题。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，所述步骤3)中在数据包转发过程中采用携带转发的方式来解决局部最优问题，即当前节点先将数据包暂时存储起来，携带数据包移动，并一直查询自己的邻居表，看是否有合适的邻居节点，当遇到合适的邻居节点恢复之前的转发策略，如此直到将数据包转发到目的节点；
具体步骤如下：
31)源节点发送数据包；
32)当前节点查询自身的邻居节点中是否有目的节点，若是，执行步骤36)；否则，执行步骤33)；
33)当前节点查询自身的邻居节点中是否有交叉路口节点，若是，执行步骤34)；否则执行步骤35)；
34)判断交叉路口邻居节点中是否有相邻路段是连通的，若是，将数据包转发给距离目的节点最近的交叉路口的邻居节点，执行步骤32)；否则执行步骤35)；
35)将数据包贪婪转发给距离目的节点最近的邻居节点，执行步骤32)；
36)将数据包转发给目的节点，路由结束。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，所述步骤2)中α+β＝1。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，α＝β＝0.5。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，所述步骤1)中车辆信号传输距离200-300m。
前述的一种基于E-GyTAR的城市车载自组网路由选择方法，其特征在于，所述步骤1)中车辆信号传输距离250m。
本发明所达到的有益效果：本发明在CDP数据包中添加了逆向车辆节点密度数据，并在前向车辆节点密度不理想的情况下，利用逆向车辆节点之间的稳定性，确定数据转发的最佳路径，在丢包率和端到端时延方面都有明显的优势，同时采用两跳传输方式，该算法在数据转发效率上有着显著的提高。
附图说明
图1为E-GyTAR路由协议路径选择的流程图；
图2为本发明路由协议中路径选择的流程图；
图3为本发明中CDP车辆分组方式图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明提出的路由协议中，按照车辆信号传输距离(VANETs通常设为250m)，每条道路被分成若干个区域(Cells)，属于每个区域中心范围内且最靠近区域中心点的车辆作为未来发送CDP(Cell Density Packet)的车辆节点，当CDP车辆到达下一个路口，便会向后方车辆发送一个CDP数据，其中包括：道路编号(RoadID)id、区域编号(Cell’ID)i、候选路口方向(Candidate Junction’Direction)Direction、传输时间(Transmission Time)Time、区域中心位置(Cell’s Center Position)Pi(xi,yi)、区域中下一个路口前向车辆密度(Cell’s Directional Density)Vi↑、区域中下一个路口逆向车辆密度(Cell’s Non-Directional Density)Vi↓、区域中总车辆密度(Cell’s Total Density)ViT。
参数定义：每个路口所得分数score；权重值α、β，其中α+β＝1，α＝β＝0.5；下一个路口位置为Pn(an,bn)，当前路口位置为Pc(ac,bc)，目的地位置为Pd(ad,bd)，其中ai和bi(i＝n、c、d)分别是位置坐标的横坐标和纵坐标；候选路口到目的节点的距离Dn；当前路口到目的节点的距离Dc；候选路口到目的节点的接近度Dp，其中Dp＝Dn/Dc；当前路口到候选路口之间的车辆节点平均密度Did；当前路口到候选路口方向的车辆节点平均密度D↑，其中D↑＝∑Vi↑；当前路口到候选路口反方向的车辆节点平均密度D↓，其中D↓＝∑Vi↓；车辆节点方向比γ，其中γ＝D↑/D↓。
进入路口区域的车辆，获得该路口的CDP数据，进行数据分析，得到车辆节点方向密度比，并选择最佳路径。
比如当一辆车进入某个交叉路口，进行路径选择，如图1所示，具体步骤如下：
步骤一：当车辆进入路口，利用GPS(Global Positioning System)和GLS (grid location service)获得Dn、Dc和Dp，转步骤二；
步骤二：根据每个候选路口传来的CDP数据，得到每条路径的id、D↑和D↓，并得到γ，转步骤三；
步骤三：如果D↑≠0且D↓≠0，转步骤四；否则转步骤五；
步骤四：如果γ≥1，将D↑赋值给Did，即Did＝D↑，转步骤七；否则将D↑、D↓的和赋值给Did，即Did＝D↑+D↓，转步骤七；
步骤五：如果D↑≠0且D↓＝0，将D↑赋值给Did，即Did＝D↑，转步骤七；否则转步骤六；
步骤六：如果D↓≠0，将D↓乘以方向因子后赋值给Did，即Did＝D↓×η，其中0<η<1，转步骤七；否则将Did赋值为0，即Did＝0；转步骤七；
步骤七：根据当前路口的所有相邻路口的分数来选择路径，得到分数最高的路口，标记为下一个路口，计算公式为：score(id)＝α×(1-Dp)+β×Did。
根据上面所做出的选择，进行两跳路由转发，在每个车辆节点中保存了两跳邻节点信息表，记录该车辆节点的方向、速度、位置信息。在转发数据之前，源节点或者中间节点首先获取最新的邻节点信息，再进行数据的分析和转发节点的选择，最后执行转发。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。