一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)中基于距離和速度的自適應(yīng)廣播協(xié)議的制作方法

文檔序號(hào)：11882573閱讀：來源：國知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>電子通信裝置的制造及其應(yīng)用技術(shù)>一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)中基于距離和速度的自適應(yīng)廣播協(xié)議的制作方法與工藝

技術(shù)特征：

1.一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)中基于距離和速度的自適應(yīng)廣播協(xié)議，其特征在于：在該協(xié)議中，包括：步驟一：對(duì)于車載自組織網(wǎng)絡(luò)，判斷道路類型，分別針對(duì)路段模型和路口模型采用不同的中繼轉(zhuǎn)發(fā)策略；步驟二：采用路口誤判恢復(fù)策略解決路段模型中基于距離的自適應(yīng)廣播協(xié)議存在的路口誤判問題；步驟三：同時(shí)，引入基于數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)確認(rèn)機(jī)制，進(jìn)一步提高廣播的可靠性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)中基于距離和速度的自適應(yīng)廣播協(xié)議，其特征在于：在步驟一中，首先判斷在此之前是否收到具有相同序列號(hào)的數(shù)據(jù)包以及該數(shù)據(jù)包生存時(shí)間是否大于1，只有同時(shí)滿足節(jié)點(diǎn)第一次接收到該數(shù)據(jù)包且數(shù)據(jù)包的生存時(shí)間大于1這兩個(gè)條件時(shí)，節(jié)點(diǎn)才攜帶數(shù)據(jù)進(jìn)入待轉(zhuǎn)狀態(tài)，否則節(jié)點(diǎn)直接丟棄該數(shù)據(jù)包；

場景中的所有車輛節(jié)點(diǎn)由于安裝了GPS系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)獲得自身的坐標(biāo)位置，再結(jié)合GIS地圖的使用，能夠方便獲知自身所處的道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，判斷出自身是否處于路口區(qū)域；基于該判斷，車輛節(jié)點(diǎn)再啟用不同的中繼轉(zhuǎn)發(fā)策略；

在路段模型下，車輛利用配備的GPS系統(tǒng)，得到自身位置相關(guān)信息，利用鄰居節(jié)點(diǎn)間信標(biāo)消息的周期廣播，節(jié)點(diǎn)可獲得鄰居節(jié)點(diǎn)位置、速度、行駛方向信息，并利用獲得消息完成自身鄰居列表的建立和維護(hù)；為了降低信標(biāo)消息對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的消耗，車輛節(jié)點(diǎn)對(duì)信標(biāo)消息的廣播采用周期性廣播方式，且廣播的周期不宜過小；基于此，當(dāng)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)在分析鄰居節(jié)點(diǎn)位置時(shí)應(yīng)考慮車輛的移動(dòng)所導(dǎo)致的過時(shí)位置信息，因此需對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行預(yù)測，再根據(jù)預(yù)測的位置信息計(jì)算節(jié)點(diǎn)間沿道路方向上的相對(duì)距離，各參數(shù)計(jì)算公式如下：

X_{pre_C}＝X_{rec_C}+V_{rec_C}·cosθ(T_now-T_rec)

Y_{pre_C}＝Y(jié)_{rec_C}+V_{rec_C}·sinθ(T_now-T_rec)

其中，T_now表示車輛節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息給鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，T_rec表示接收到鄰居節(jié)點(diǎn)的信息，V_{rec_C}表示鄰居節(jié)點(diǎn)的速度；

距離a、c表示源節(jié)點(diǎn)距離車輛節(jié)點(diǎn)的距離，b表示兩個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)之間的距離，定義為：

$<mrow> <mi>a</mi> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mo>_</mo> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>X</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mo>_</mo> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow>$

$<mrow> <mi>b</mi> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mo>_</mo> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>c</mi> <mo>_</mo> <mi>S</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mo>_</mo> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>c</mi> <mo>_</mo> <mi>S</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow>$

$<mrow> <mi>c</mi> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>c</mi> <mo>_</mo> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>X</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>c</mi> <mo>_</mo> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow>$

節(jié)點(diǎn)之間沿道路方向的距離為：

$<mrow> <mi>d</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>b</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>$

式中，(X_{pre_C},Y_{pre_C})，表示經(jīng)過預(yù)測后的鄰居節(jié)點(diǎn)C的位置坐標(biāo)，(X_{rec_C},Y_{rec_C})表示最近一次收到的信標(biāo)消息中記錄的節(jié)點(diǎn)C的位置坐標(biāo)，(X_S,Y_S)表示數(shù)據(jù)攜帶節(jié)點(diǎn)S的位置坐標(biāo)，θ表示節(jié)點(diǎn)C行駛方向與道路方向的夾角；

由于VANET的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常是沿著道路形成，數(shù)據(jù)攜帶節(jié)點(diǎn)根據(jù)上述預(yù)測方法獲得其通信范圍內(nèi)所有鄰居節(jié)點(diǎn)的預(yù)測位置信息，并且獲取分級(jí)區(qū)域的分界值d₁和d₂并將該值加入到數(shù)據(jù)報(bào)文頭部；當(dāng)節(jié)點(diǎn)在計(jì)時(shí)器超時(shí)之前都未收到擁有相同消息序列號(hào)的數(shù)據(jù)包時(shí)，節(jié)點(diǎn)將在計(jì)時(shí)器減為零時(shí)對(duì)外廣播數(shù)據(jù)包；與此對(duì)應(yīng)，當(dāng)通信范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)接收到該數(shù)據(jù)包時(shí)，利用數(shù)據(jù)包中加入的上一跳節(jié)點(diǎn)ID信息，在鄰居節(jié)列中找到與之對(duì)應(yīng)的位置、速度和方向等信息，利用同樣的位置預(yù)測機(jī)制計(jì)算出本節(jié)點(diǎn)與上一跳節(jié)點(diǎn)沿道路方向的映射距離；根據(jù)計(jì)算結(jié)果，判定節(jié)點(diǎn)所處的轉(zhuǎn)發(fā)等級(jí)域，進(jìn)而選擇不同的轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間計(jì)算公式，最后進(jìn)行計(jì)時(shí)器設(shè)置；自適應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間計(jì)算公式如下所示：

當(dāng)0≤d≤d₁時(shí)，

$<mrow> <mi>A</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>I</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mo>-</mo> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>·</mo> <mi>d</mi> <mo>+</mo> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> </mrow>$

當(dāng)d₁＜d≤d₂時(shí)，

$<mrow> <mi>A</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>I</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mo>-</mo> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>·</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mo>+</mo> <mi>R</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>d</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> </mrow>$

當(dāng)d₂＜d≤R時(shí)，

$<mrow> <mi>A</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mo>-</mo> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>I</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>·</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mo>-</mo> <mi>R</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>d</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mi>W</mi> <mi>T</mi> </mrow>$

式中，MaxIWT表示處于路口的節(jié)點(diǎn)的最大轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間，MaxWT表示處于路段的節(jié)點(diǎn)的最大轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間，R表示節(jié)點(diǎn)的通信半徑，d₁,d₂表示等級(jí)區(qū)域分界值；

在路口模型下，考慮到路口存在的建筑物對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀?dāng)數(shù)據(jù)包傳播至路口區(qū)域時(shí)，為了減少數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)沖突的概率，同時(shí)降低路口周圍障礙物的影響，采用改進(jìn)的基于路口中心距離的自適應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)等待機(jī)制；節(jié)點(diǎn)越接近路口區(qū)域的中心點(diǎn)，計(jì)算出的轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間就越短，并且處于路口區(qū)域的節(jié)點(diǎn)相比于處于路段區(qū)域的節(jié)點(diǎn)擁有更短的轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)中基于距離和速度的自適應(yīng)廣播協(xié)議，其特征在于：在步驟二中，當(dāng)處于路口區(qū)域之外的車輛節(jié)點(diǎn)，在等待轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)來自于路口區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)所轉(zhuǎn)播的數(shù)據(jù)包時(shí)，在轉(zhuǎn)發(fā)等待過程中若收到具有相同消息序列號(hào)的數(shù)據(jù)包，此時(shí)節(jié)點(diǎn)首先判斷數(shù)據(jù)包中Link_ID字段的內(nèi)容,若Link_ID既不等于Link0也不等于自身所處的路段編號(hào)，則該節(jié)點(diǎn)不會(huì)放棄轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)會(huì)而是選擇繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)等待計(jì)時(shí)；當(dāng)處于路口區(qū)域之外的節(jié)點(diǎn)在等待轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)來自于路口區(qū)域外節(jié)點(diǎn)所轉(zhuǎn)播的數(shù)據(jù)包時(shí)，此時(shí)若收到來自于路口節(jié)點(diǎn)所發(fā)的具有相同消息序列號(hào)的數(shù)據(jù)包時(shí)，除非該數(shù)據(jù)包的Link_ID與自身所處的路段編號(hào)相同，否則該節(jié)點(diǎn)丟棄之前所接收到的數(shù)據(jù)包，針對(duì)新接收到的數(shù)據(jù)包重新計(jì)算并設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間，進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)時(shí)狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)中基于距離和速度的自適應(yīng)廣播協(xié)議，其特征在于：步驟三中，引入了基于數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)確認(rèn)機(jī)制，在不額外增加數(shù)據(jù)開銷的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)利用數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)確認(rèn)；上一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)可根據(jù)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)是否收到具有相同消息序列號(hào)的數(shù)據(jù)來判斷數(shù)據(jù)包是否發(fā)送成功；因?yàn)闊o論節(jié)點(diǎn)是處于路口區(qū)域或是路段區(qū)域，其最大轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間為MaxWT，所以當(dāng)上一跳節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包后，若在MaxWT時(shí)間內(nèi)收到相同的數(shù)據(jù)包，則判定該數(shù)據(jù)包已轉(zhuǎn)發(fā)成功，否者判定該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)失敗，需要對(duì)數(shù)據(jù)包的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整并重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，進(jìn)一步提高了協(xié)議的可靠性。

完整全部詳細(xì)技術(shù)資料下載

當(dāng)前第2頁1 2 3

相關(guān)技術(shù)