[发明专利]一种车载Ad Hoc网络的分布式位置服务路由方法

说明书

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，更为具体地讲，涉及一种车载Ad Hoc网络的分布式位置服务路由方法。 

背景技术

在智能交通技术领域中，车载Ad Hoc（点对点）网络作为Ad Hoc网络的一个特殊子集，除了具有传统Ad Hoc网络无中心、自组织、多跳等特点外，还具有节点移动受道路拓扑以及驾驶员行为影响等特点。但是由于车载Ad Hoc网络中的车辆节点高速移动，从而导致网络拓扑变化迅速，容易造成通信链路中断等现象，使得原本为Ad Hoc网络设计的路由协议不再适用。考虑到车载Ad Hoc网络的特点，有科研工作者提出了基于位置的路由协议。基于位置的路由协议根据节点自身位置信息、邻居节点位置信息以及目的节点位置信息进行路由决策，不需要维护路由表，减少了路由开销，因此非常适用于网络拓扑变化迅速的车载Ad Hoc网络。在基于位置的路由协议中，位置信息的散布需要通过位置服务协议来实现，因此位置服务协议是实现基于位置的路由协议的前提。如何高效、准确地获取目的节点的位置信息并有效地与路由协议进行融合，用以提高数据的投递成功率是车载Ad Hoc网络的关键研究内容之一。 

在目前提出的位置服务协议中，按照实现方式可以大致分为两类：基于洪泛的位置服务协议和基于交会的位置服务协议。 

基于洪泛的位置服务协议可以分为主动式协议和被动式协议。在主动式协议中，路网中每个节点定期查询GPS定位系统获得自身位置信息，并将该信息洪泛给网络中的每个节点，网络中的每个节点维护一张位置信息表，用于记录网络中其他节点的位置信息。在需要通信时，源节点直接查询位置信息表获得目的节点的位置信息进行路由，其代表协议主要有SLS(Simple Location Service)，参见Basagni S,Chlamtac I,Syrotiuk V.R and Woodward B.A.A Distance Routing Effect Algorithm for Mobility[J].Proc of ACM MobiCom,2010.10,vol.18.在被动式协议中，当节点需要通信时，该节点在一定范围内洪泛一个查询信息来查询目 的节点的位置信息，其代表协议主要有RLS(Reactive Location Service)，参见Camp T,Boleng G and Wilcox L.Location Information Services in Mobile Ad Hoc Networks[J],Proc of the IEEE International Conference on Communications,2002. 

基于交会的位置服务协议又可以分为基于行列的协议和基于哈希函数的协议。在基于行列的协议中，网络中的每个节点选取南北方向上一定区域内的节点作为位置服务器来更新自己的位置信息，需要通信时，源节点沿东西方向发送查询分组来查询目的节点的位置信息，并通过查询分组与某一位置服务器节点的相遇来获得目的节点的位置信息，其代表协议主要有XYLS(Column-Row Location Service)，参见Haas Z.J and Liang B.Ad Hoc Mobility Management with Uniform Quorum System[S].IEEE/ACM Transactions on Networking,1999.4,vol.7.在基于哈希函数的协议中，网络被划分为网格，且位置服务器通过哈希函数来选择，每个节点选择一个或多个位置服务器来更新自己的位置信息，需要通信的节点通过查询这些位置服务器来获得目的节点的位置信息，其代表协议有GLS(Grid Location Service)。 

然而，基于洪泛的位置服务协议如SLS采用大规模洪泛机制散布位置信息，其负载开销较大。对于节点移动速度较快、网络规模较大的车载Ad Hoc网络，采用GLS等基于交会的位置服务协议需要花费大量的开销用于选取位置服务器，影响了协议的可扩展性。此外，SLS、RLS、XYLS、GLS等位置服务协议适用于节点随意改变移动方向且没有固定移动轨迹的移动场景，没有考虑实际路网中建筑物等障碍物对通信质量的影响。在车载Ad Hoc网络中，车辆节点的移动受道路拓扑和交通规则限制，且移动轨迹受驾驶员行为影响较大，因此上述位置服务协议不能很好的适用于车载Ad Hoc网络。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种车载Ad Hoc网络的分布式位置服务路由方法，减少网络中传播的位置信息数量，提高数据的投递成功率。