[发明专利]一种基于路径探索的车联网贪婪路由方法

说明书

本发明公开了一种基于路径探索的车联网贪婪路由方法，包括如下步骤：S1、确定备选路径集；S2、源车辆根据备选路径集中的所有路径向目的车辆发送路径探索消息；S3、目的车辆根据路径探索消息选出具有最大适应度值的路径作为选定路径，并按选定路径向源车辆发送第一次应答消息；S4、源车辆根据选定路径向目的车辆发送数据包；S5、目的车辆收到数据包后通过选定路径向源车辆发送第二次应答消息，源车辆继续计算适应度值，若有其他路径的适应度值连续三次大于当前选定路径的适应度值，则切换数据包转发路径。本发明优化了数据包的转发路径，减少路由时延和丢包率，提高数据包转发效率。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种基于路径探索的车联网贪婪路由方法。

背景技术

城市道路上的每辆车都安装了GPS导航系统和所在城市的数字地图，车辆可以通过GPS和数字地图获得当前车辆所在道路的编号和位置坐标，但车辆之间的信号传输无法穿过城市道路两边的建筑物，因此，不同道路上的车辆想要传输信息必须通过在交叉路口车辆的转发，且不同类型的车辆在转发数据时的转发半径、数据发送速率等参数不作区分。

如图1中所示，车辆在城市中以基于地理位置的贪婪方式转发数据包时，源车辆S根据贪婪转发的方式将数据包发送给在源车辆S通信范围内离目的车辆D最近的车辆A，而车辆A再以相同的方式转发数据包时，因为道路两边建筑物的遮挡，车辆A接收不到车辆E的位置消息，所以在车辆A的邻居列表中车辆B离目的车辆D最近，所以车辆A将数据包发送给车辆B，但车辆B所在的路段中的车辆无法将数据包转发给目的车辆D，且车辆B所在路段中的车辆与目的车辆的距离都比车辆B与目的车辆D的距离大，所以数据的发送会进入恢复模式。根据恢复模式的规则，车辆B会把数据发送给车辆C，车辆C再把数据发送给车辆E，车辆E与目的车辆的距离小于车辆B，从而继续贪婪转发。由此可以看出，基于地理位置的贪婪路由算法可能因城市场景的特殊性，无法将数据发送到正确的路径上，从而造成路由跳数的增多，增大了数据路由的时延和丢包率。

因此，在城市场景中使用基于地理位置的贪婪方式转发数据包时，最短路径并不一定就是最优路径，有可能在最短路径上车辆稀疏，连接性不好，路由时延和丢包率反而更大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于路径探索的车联网贪婪路由方法，以优化数据包转发路径，减少路由时延和丢包率。

本发明采用以下技术方案：

一种基于路径探索的车联网贪婪路由方法，包括如下步骤：

S1、确定备选路径集；

S2、源车辆根据备选路径集中的所有路径向目的车辆发送路径探索消息，所述路径探索消息以探索包的形式发送；

S3、目的车辆根据路径探索消息选出具有最大适应度值的路径作为选定路径，并按选定路径向源车辆发送第一次应答消息；

S4、源车辆根据选定路径向目的车辆发送数据包；

S5、目的车辆收到数据包后通过选定路径向源车辆发送第二次应答消息，源车辆继续计算适应度值，若有其他路径的适应度值连续三次大于当前选定路径的适应度值，则切换数据包转发路径。

进一步地，步骤S1中所述确定备选路径集具体为：源车辆通过车载的城市道路的数字地图，找到经过最少路口数的到达目的车辆的路径作为最短路径，将最短路径以及符合条件的路径均加入到备选路径集，所述符合条件的路径即经过的路口数小于或等于最短路径的路口数2倍的路径。

进一步地，所述路径探索消息的格式包括类型、路径条数、所要经过路段的ID序列、探索包发送时间和多跳转发跳数计数器，所述应答消息的格式与所述路径探索消息的格式一致。

进一步地，步骤S2中所述路径探索消息是通过贪婪转发路由协议转发到目的车辆。

进一步地，所述适应度值的计算公式如下：