[发明专利]一种基于喷泉码的车联网远距离数据通信中继代理方法

说明书

本发明公开了一种基于喷泉码的车联网远距离数据通信中继代理方法，包括步骤：S1、发送端车辆节点用喷泉码将需要发送的数据进行编码；S2、中继节点转发喷泉码报文，路边单元RSU作为代理进行喷泉译码；S3、代理节点将译码成功后的报文重新进行喷泉编码；S4、接收端车辆节点接收喷泉编码报文并进行喷泉译码。本发明所述的方法简化了编码过程并提高译码成功率，同时改善了数据传输的期望转发次数，提高了数据传输效率。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种基于喷泉码的车联网远距离数据通信中继代理方法。

背景技术

现今车辆自组织网络(Vehicular ad-hoc networks,VANETs)也称为车联网，是一种以车辆和路边设施为节点而形成的自组织无线通信网络，主要包括车与车(V2V)和车与基础设施(V2I)通信，是智能交通系统的重要组成部分。在车联网中，车辆的运动造成网络拓扑的不稳定，通信节点间频繁发生连接建立和断开，使得车联网的网络可靠性较差。在这样的环境下，现有的基于自动重传请求(Automatic Repeat-reQuest,ARQ)的可靠传输协议(如TCP等)会因超时和丢包的频繁发生而不断触发重传，导致期望转发次数高，产生较大的时延和消耗大量的通信资源，造成传输效率低下。

喷泉码是一种在删除信道下进行数据恢复的编码方法，其发送方式类似喷泉，可以将原始业务数据编码成无限多的编码报文进行发送，接收方只需接收到足够多的编码报文即可译码还原出原始数据，而与具体接收到哪些编码报文无关。只有当译码完成时，才向发送端发送一个反馈，在车联网的远距离数据传输中，其可靠性和效率仍然有待提高。

LT码(Luby Transform Codes)是一种典型的喷泉码，虽然它采用合理的度分布函数能达到较高的译码效率，但其译码复杂度成非线性增长。要获取最后几个原始数据，必须要从具有高度数的编码报文进行译码，其编译码复杂度高，在相同译码开销下译码成功率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于喷泉码的车联网远距离数据中继通信代理方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于喷泉码的车联网远距离数据通信中继代理方法，包括以下步骤：

S1、发送端车辆节点用喷泉码将需要发送的数据进行编码；

S2、中继节点转发喷泉码报文，路边单元RSU作为代理进行喷泉译码；

S3、代理节点将译码成功后的报文重新进行喷泉编码；

S4、接收端车辆节点接收喷泉编码报文并进行喷泉译码。

进一步地，所述步骤S1具体为：发送端车辆节点将需要发送的原始数据等分成m组，每组包含K个最小数据单元，依次对每组的K个数据进行Raptor喷泉编码，产生喷泉编码报文。

进一步地，所述喷泉码采用Raptor码。

进一步地，所述步骤S2包括以下具体步骤：

S21、发送端车辆节点依据基于地理位置的路由算法进行路径规划，中继节点向接收端车辆转发喷泉码分组；

S22、选取距离发送端最近的RSU作为中继入口，记为RSU_in，以及距离接收端车辆最近的RSU作为中继出口，记为RSU_out，在RSU通信范围内，车辆节点与它进行V2I通信，车辆中继节点间进行V2V通信；

S23、选取RSU_out成为中继代理，转发喷泉码报文的同时缓存喷泉码报文，当代理节点接收到略大于K个喷泉码报文后，尝试喷泉译码，如果中继节点中只包含一个RSU，则该RSU就被选作代理；