[发明专利]基于自编码网络的车联网网络节点筛选及其通达性路由构建方法

说明书

本发明涉及车联网技术领域。基于自编码网络的车联网网络节点筛选及其通达性路由构建方法，整个路由机制包含三个部分，数据预处理，自编码网络训练，节点筛选算法实现。自编码网络可以提供高维连续数据空间和低维嵌套结构的双向映射，利用自编码网络可以对大规模道路交通网络中的节点信息的关联性特征进行发掘与提取，从而对原始信息进行降维，不仅降低了数据传输过程中数据量，而且为网络中关键节点的筛选提供有效途径。本发明为高速公路场景提供较好节点筛选方法，有效提高了网络性能。

技术领域

本发明涉及车联网技术领域。

背景技术

车联网利用先进的传感技术和网络技术等高新前沿技术，通过车与车、车与路边基础设施以及车与用户之间的信息传输，实现车联网大规模异构网络下的数据间的实时交互。车联网体系结构主要由车体域、物理空间域和信息空间域三部分组成。

(1)车体域，主要由车内各种传感器和终端节点组成一个小型车体网络，用来获取车内信息和邻近车辆的实时信息；

(2)物理空间域，主要由物理环境中的各种网络组成，包括不同类型的路边基础设施网络、车体网以及移动通信网络等；

(3)信息空间域，主要包括接入网络类型、网络的服务质量、协议类型、网络带宽、终端能力等。

传统的车联网研究大部分只考虑车体域，而结合物理空间域、信息空间域的车联网研究才更具有实际意义。车联网体系结构的复杂性导致了车联网应用实现的困难，至今未出现较为成功的车联网应用。

车联网的目标和特性决定了车联网是一个庞大、复杂、由不同的分层网络组成的一个异构网络系统。它的组成可能包含了感知网、无线网和接入网等多种基于不同协议和性能及服务的网络，各种异构网络的独立且不协调运行是影响车联网通达性的根源之一。因此，在新型车联网大规模网络体系中，如何从整体角度出发，提供统一的网络数学模型及其计算和分析方法，有效地分析在高动态环境下的网络性能，解决车联网大规模网络通达性的互连互通问题，是车联网大规模网络进程演化理论模型所面临的一个难点。

2.1车联网传统路由协议

车联网环境是由无线网络环境和现实的道路情况相结合组成的复杂网络，需要考虑到车辆状态信息、移动轨迹以及移动模型，整体运行复杂。传统的路由协议在一定程度上解决了车联网中部分问题，这些年研究人员也在其中取得了一定的成果，其研究内容主要表现在三类路由协议上，包括单播，地理组播和广播路由[1,2]。

1.单播路由

单播路由是将数据从一终端节点通过多跳或者携带转发技术传播到另一终端节点，源节点与目的节点路径上的所有节点需要具有迅速转发信息的能力。单播路由一般可分为四类：基于拓扑的路由、基于位置的路由、基于地图的路由和基于路径的路由。

(1)基于拓扑的路由

目的序列距离矢量路由(Destination-Sequenced Distance-Vector Routing,DSDV)[3]是基于Bellman-Ford算法的表驱动路由方案。DSDV中的路由信息通过不频繁的完整路由信息转发和频繁的增量路由信息转发维持，DSDV通过在路由表中的每个条目加上一个序列号解决了路由环路问题。

动态源路由协议[4](Dynamic source routing protocol,DSR)是一个按需协议，它旨在通过消除表驱动协议中的周期性的路由表更新消息来控制带宽消耗。它与其它按需协议最主要的区别是只需较少的Beacon包，因此不需要周期性的广播心跳包来获取邻居信息。在路由建立时，DSR是通过在网络中洪泛路由请求包，DSR需要累计在路由发现过程中源、目的地之间的每个设备的地址，目的节点接收到请求包后响应，并将路径信息附在响应包中。