[发明专利]车载网络中基于地理位置的优化数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络通信技术。特别是涉及一种车载自组织网络中按需的获取地理位置消息、可靠的传输数据包的路由计算方法的车载网络中基于地理位置的优化数据传输方法。

背景技术

当代社会中，车辆发挥着巨大的作用。车辆的使用在给人们的生活带来便利的同时，也带来一些让人头疼的问题，如频繁发生的交通事故，交通拥堵等。这些问题直接威胁着人们的生命，给人们的生活带来很大的困扰，成为各国政府亟待解决的问题。随着无线通信技术的迅速发展和汽车电子技术的不断进步，很多政府和研究机构都尝试通过建立车辆间的通信(Inter-vehicle communication，IVC)系统来解决这些问题。车辆间通信的需求和蕴含的巨大价值，推动了车载自组织网络(Vehicle Ad hoc Network，VANET)的出现和发展。

车辆间通信在时间和地点上具有很大的随意性，因此VANET网络是以ad hoc模式建立起来的一种车辆间通信系统。具体的说，VANET是由装备了无线通信收发装置的车辆组成的一个多跳的临时性的自组织网络。VANET网络的目的是为了提高行车的安全性和效率。VANET具有极高的应用前景和研究价值。

当前，对于Ad Hoc网络比较成熟的路由协议，VANET网路中路由算法的研究主要集中在两种类型，第一种是基于拓扑的路由协议；第二种是基于地理位置的路由协议。第一种协议通用的标准大多基于跳数或延迟的考虑，在源节点和目的节点间寻找具有最少跳数或最小延迟的路由，未考虑到网络中的节点由于快速移动，造成的某些节点离开最初位置而导致路径失效的问题。第二种协议典型代表为贪婪的周边状态路由协议(GPSR)，该协议独立地实时地决定一个数据分组从源节点路由到目的节点的过程中的每一跳。但是在VANET网络中，由于节点的快速移动造成的节点间邻居关系的不稳定，使得路由时使用的位置信息都是过时的。即它保证不了信息的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够及时的获取和维护目的节点的位置信息，并按需的获得和建立邻居节点的位置信息，实现数据包的可靠传送的车载网络中基于地理位置的优化数据传输方法。

本发明所采用的技术方案是：车载网络中基于地理位置的优化数据传输方法，包括依次完成下列几个组成部分：

(1)源节点发送目的节点位置请求信息：源节点以盲目泛洪的广播方式发送目的节点的位置请求信息，该消息到达所请求的目的节点时终结；

(2)目的节点响应目的节点位置请求信息：由源节点发出的目的节点位置请求信息到达所请求的目的节点时，该目的节点就会启动目的节点的位置信息更新消息的传播，开始周期性的更新各个节点上的目的节点的位置信息；

(3)邻居请求消息的发送：当节点有数据包传送，按需的建立邻居表时，发送邻居请求消息；

(4)邻居应答消息的发送：当节点收到邻居请求消息后，它以单播的方式返回一个邻居应答消息，该消息中包含了它的位置信息，位置信息通过车上的GPS系统得到；

(5)数据包的转发：数据按照一般地理位置路由协议中的贪婪转发算法进行包的转发；

(6)数据转发过程中的重试机制：当数据转发时使用贪婪转发找不到合适的下一跳时启动重试机制，该机制包括两个阶段：

第一阶段只是增加预留的等待邻居表建立的时间；

第二阶段是发出新的邻居请求消息，完全重新开始建立邻居表。

所述的部分(1)源节点发送目的节点位置请求信息，包括以下步骤：

(1.1)当源节点有数据分组要发送时，如果源节点还没有获取数据分组预计到达的目的节点的位置信息，源节点就会向指定的目的节点发出一个目的节点位置请求；

(2.2)如果源节点搜索其目的节点列表，发现已经存在目的节点的较新位置信息时，则不用发送目的节点位置请求信息，直接用它现存的目的位置信息判断。

所述的部分(2)包括以下步骤：

(2.1)当目的节点收到位置请求消息后，它就会周期性的向其直接邻居节点广播目的节点位置更新消息，各邻居节点根据这个消息通过检索它的目的节点列表来创建或更新相应的位置信息记录；

(2.2)除了目的节点之外的各节点周期性的向它们的直接邻居节点广播目的节点位置交互消息，通过该消息各个节点相互交流它们保存的关于某个目的节点的位置信息，使得各个节点都能保存一份“相对最新”的关于该目的节点的位置信息的记录；