[发明专利]一种车载时延容忍网络的可信路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络路由技术，尤其是时延容忍网络的路由技术，具体地说是一种车载时延容忍网络的可信路由方法。

背景技术

车载网络是一种依靠安装有无线通信设备的车辆实现数据传输的无线自组织网络。近年来，随着无线通信技术以及车辆GPS系统的发展，车载网络得到了广泛的应用。例如：将车流量信息通过车载网络广播给公路上的车辆，司机可以提前更改行车路线，避开拥塞路段；将交通事故信息传递给最近的警察局和急救中心，事故可以得到及时的处理；司机通过车载网络查询附近的加油站、餐馆等信息，方便出行。

将传统的MANET（mobile ad hoc network）路由协议直接应用于车载网络，并不能取得令人满意的性能。其主要原因在于以下2点：（1）MANET中总是在源和目的间寻求一条代价最低的链路传输数据，将链路的中断视为短暂的异常情况。但是在车载网络中，车辆的高移动性致使车辆间的连接经常中断，难以保证持续稳定的连接。（2）在车辆的密度是较低的情况下，车辆很可能处于孤立的状态，不存在可通信的邻居车辆，导致数据包的丢弃。

车载网络具有的间歇连通性和低密度性使其更加符合时延容忍网络(delay-tolerant network，简称DTN)的特点。时延容忍网络是一种在源节点和目的节点之间不存在端到端链路的条件下，依靠存储转发异步通信方式实现数据交换的无线自组网络。

目前，国内外采用时延容忍的思想设计车载路由的方案主要存在以下几种：

方案1：Wu H,Fujimoto RM提出MDDV协议和Zhao J,Cao G提出的VADD路由协议。前者利用车辆携带数据到目标区域，并将数据包扩散给区域内的车辆。后者基于历史交通流量信息，车辆可以在路口选择一个合适的传递方向，最终将数据传递到目的地。但是在这两种方法中，数据的目的地或目的区域都是固定的，无法适用于移动节点的情况。

方案2：Huang HY,Luo PE基于对中国上海市区出租车移动路线的研究，引入车载网络(SUVnet)的概念，并对传染路由进行了改进，提出DAER路由协议。但是该方案假设节点知道目的节点的当前位置，这种假设在一定条件下是无法满足的。

方案3：DingY,Wang C引入固定基础设施辅助数据的传输，当车辆发现自己的移动方向背离数据包的目的地时，则将数据包转发给固定设施，由后继的车辆从固定设施获取数据包继续传递过程。这种方法可以保证数据传递的准确性，但需要额外增加大量的基础设施。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种车载时延容忍网络的可信路由方法，对不同移动模型统一描述，并提出一种模型相似度评价机制（Movement Model Similarity Evaluation Scheme，简称MMSE），基于MMSE设计一种面向移动范围转发动态多副本路由（Movement Range Oriented Forwarding and Dynamic Multi-copies Routing Protocol，简称MROFDM）。该方法利用移动模型间的相似度和车辆的本地实时信息，将数据向目的节点的移动范围内转发，同时采用副本均衡策略，动态调整不同类型数据包的副本数目。本发明与传统的多副本路由协议相比，在车载网络环境下具有很好的可行性和适应性。

本发明的技术方案是：

一种车载时延容忍网络的可信路由方法，本方法利用移动模型间的相似度和车辆的本地实时信息，将数据向目的节点的移动范围转发，同时采用副本均衡策略，动态调整不同类型数据包的副本数目。

本发明的包括以下步骤：

第一步，源节点采用副本均衡策略动态增加副本数目，采用下述公式计算源节点增加的数据包副本ex的值,同时更新缩减的数据包副本数目bal的值；

λ·ex=redu

bal=bal-ex≥0

其中，λ表示节点创建新的不确定UM数据包的速率；redu表示数据包缩减速率；

第二步，当源节点在路口遇到任一节点时，如果遇到的是目的节点，直接完成数据的传递；

第三步，如果遇到的是非目的节点，则根据相遇节点的相似度，进行数据分发：

首先，采用下述公式计算作为移动模型的源节点M₁和与之相遇的节点M₂之间相似度Sim(M₁,M₂)；