基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法技術

本發明專利技術屬于車載自組織網絡技術領域，公開了一種基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法，利用貝爾曼方程計算每個路口到目的節點的連通質量；用連通質量作為路段的度量指標可以反映節點的密度以及交通狀況；根據路段的連通質量，數據到達路口時，自適應的選擇下一個路口；這樣就能確保選擇的路段有一定的車流，避免局部優化的發生；當數據在選擇的路段上傳輸時，一個有效的下一跳選擇機制考慮了信道的性能以及節點之間的傳輸距離，可以減少信息從一個路口到另外一個路口傳輸過程中所需要的跳數以及重傳的次數，從而來可以保障數據快速有效的傳輸。

Adaptive link quality adaptive anycast routing method based on 802.11

The invention belongs to the vehicle self-organizing network technical field, discloses a 802.11 sensing based on connectivity quality adaptive anycast routing method, communication quality is calculated for each intersection to the destination node by using Behrman equation; measure section can reflect the density of nodes and traffic conditions communicated by quality as; according to the connecting section of the quality, data arrival the intersection when the adaptive selection of the next intersection; so that we can ensure that the choice of a certain road traffic, to avoid local optimization; when the data in the selected section is transmitting a valid next hop selection mechanism considering the transmission distance between the nodes and the channel performance, can reduce the number of information from a road to need another intersection in the process of transmission hops and retransmission, which can guarantee the data quickly Efficient transmission.

【技術實現步驟摘要】
基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法
本專利技術屬于車載自組織網絡
，尤其涉及一種基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法。
技術介紹
車載自組織網絡由于其在加強道路安全、提升交通便利方面發揮的作用，吸引了越來越多的注意力。不同于一般的移動自組織網絡，車載自組織網絡有一些獨有的特點，比如，節點的快速移動，不均勻的分布等。這些特點導致了拓撲的動態變化，從而影響了鏈路的穩定性。所以，如何設計一個城市環境下的穩健的路由協議是一個非常有挑戰的任務。許多的路由機制已經被提出來應對這些挑戰。基于拓撲的路由機制在數據發送之前需要建立一個路由。由于節點移動，為了維護這個路由，需要消耗大量的網絡資源。相對而言，基于地理位置的路由協議是一個可用的方案。GyTAR[M.Jerbi，S.-M.Senouci，T.Rasheed，andY.Ghamri-Doudane，"Towardsefficientgeographicroutinginurbanvehicularnetworks,"IEEETransactionsonVehicularTechnology，vol.58，pp.5048-5059，2009]在數據到達路口的情況下，通過考慮候選路口到目的節點的距離以及現在路口到該候選路口的連通度選擇下一個路口。當選定的路段上，一個加強的基于貪婪的攜帶轉發機制用于數據的傳輸。然而，在路由的過程中，GyTAR依賴于局部的交通參數，比如車輛密度、車輛分布。這些參數并不能充分的反映路由的服務質量(QoS)。例如，密度大的時候雖然可以提升網絡的連通度，但是在比較擁塞數據流的場景下，會增加數據傳輸的時延。ICAR[N.Alsharif，S.Céspedes，andX.S.Shen，"iCAR:Intersection-basedconnectivityawareroutinginvehicularadhocnetworks,"in2013IEEEInternationalConferenceonCommunications(ICC)，2013，pp.1736-1741]結合路段的連通度和傳輸時延動態的選擇路口以提升路由的性能。但是，路口的選擇所參考的參數有點簡單，并不能充分反映相鄰路口到目的路口之間的網絡情況，比如交通流，連通性等。SCRP[M.A.Togou，A.Hafid，andL.Khoukhi，"SCRP:StableCDS-BasedRoutingProtocolforUrbanVehicularAdHocNetworks,"IEEETransactionsonIntelligentTransportationSystems，vol.PP，pp.1-10，2016]提出了一個分布式的地理位置路由協議，來處理局部優化和數據擁塞的問題。在路段骨干節點的協助下，該協議可以在發送數據前充分利用網絡的拓撲信息選擇具有最小時延的路徑。然而因為該協議需要建立、維護路段的骨干節點，這會造成一定的開銷。TLRC[Q.Ding，B.Sun，andX.Zhang，"ATraffic-light-awareRoutingProtocolbasedonStreetConnectivityforUrbanVehicularAdhocNetworks]考慮了紅綠燈對于節點密度和分布的影響來建立道路連通度的模型。該協議可以避免選擇一些兩端擁塞而中間稀疏的路段，從而提升網絡的性能。該協議利用連通度作為路段選擇的依據，并沒有充分的反映路段的服務質量。綜上所述，現有技術存在的問題是：車載自組織網絡由于節點的快速移動、不均勻的分布，拓撲具有動態變化、頻繁斷開的特征，這些特征給設計一個穩健的多跳傳輸協議提出了嚴峻的挑戰。雖然已經很多協議被提出來應對這些挑戰，但是依然存在不少問題，最主要的局部優化。這是由于數據在傳輸過程中，沒有遇到距離目的節點較近方向的可用節點來中繼信息。在這種情形下，需要依賴攜帶轉發策略輔助信息的傳輸，因此造成了一定的時延。
技術實現思路
針對現有技術存在的問題，本專利技術提供了一種基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法。本專利技術是這樣實現的，一種基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法，所述基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法包括以下步驟：步驟一，利用貝爾曼方程計算每個路口到目的節點的連通質量；用連通質量作為路段的度量指標可以反映路段上節點的密度以及交通流的狀態；步驟二，根據連通質量，數據到達路口時，自適應的選擇下一個路口；這樣就能確保選擇的路段有一定的連通度，避免局部優化的發生；當數據在選擇的路段上傳輸時，一個有效的下一跳選擇機制考慮了信道的性能以及節點之間的傳輸距離；可以減少信息從一個路口到另外一個路口傳輸過程中所需要的跳數以及不必要的重傳，從而來保障數據的穩健傳輸；所述自適應的選擇采用基于連通度的自適應任播路由協議包括兩個層面的傳播策略：1)如何選擇下一個傳播路口；采用一個自適應的路口選擇機制，機制考慮了網絡的連通度、交通狀況；2)如何沿著選定的路段傳輸數據，采用下一跳選擇策略，確保鏈路的穩定性。進一步，所述連通質量表示為：CQi為連通質量；作為路口i和jk間路段的權值，k∈(1,2,…,m)；其中表示路口jk被選擇為下一個傳輸路口的概率，被表示為：其中被定義為路口i的數據在當前路口與相鄰路口jk之間所在路段遇見車輛的概率；Ti表示攜帶數據的節點通過路口i所需的時間。進一步，在路段的到達率服從參數為的泊松分布，那么被計算為:進一步，用表示路口i在路段被選擇作為下一個傳輸路段條件下的連通質量，被計算為：根據的值，相鄰的路口可以給以不同的優先級，值越大，優先級越大。進一步，所述下一跳的選擇包括：s表示發送節點，r表示一個相鄰節點；作為下一跳選擇的標準，結合數據的傳輸概率和一跳傳輸距離，提出了以下度量指標：其中dsr表示節點之間的距離，R表示傳輸范圍，psr表示數據傳輸成功的概率。本專利技術的另一目的在于提供一種應用所述基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法的城市車載自組織網絡。本專利技術的優點及積極效果為：本方案用連通質量作為路段的度量指標可以反映節點的密度以及交通狀況；利用貝爾曼方程可以計算每個路口到目的節點的連通質量；根據連通質量，當數據到達路口時，自適應的選擇下一個路口，這樣就能確保選擇的路段有一定的車流，避免局部優化的發生；當數據在選擇的路段上傳輸時，一個有效的下一跳選擇機制考慮了信道的性能以及節點之間的傳輸距離，可以減少信息從一個路口到另外一個路口傳輸過程中所需要的跳數以及不必要的重傳，從而來可以保障數據快速有效的傳輸。相比于STAR和GyTAR，提出的協議在數據投遞率方面分別提升了6.37％和11.69％，而在時延方面分別降低了13.86％和25.74％。本專利技術利用貝爾曼方程計算每個路口到目的節點的連通質量；用連通質量作為路段的度量指標可以反映節點的密度以及交通狀況；根據連通質量，當數據到達路口時，自適應的選擇下一個路口；這樣就能確保選擇的路段有一定的車流，避免局部優化的發生；當數據在選擇的路段上傳輸時，一個有效的下一跳選擇機制考慮了信道的性能以及節點之間的傳輸距離，可以減少信本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法，其特征在于，所述基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法包括以下步驟：步驟一，利用貝爾曼方程計算每個路口到目的節點的連通質量；步驟二，根據連通質量，數據到達路口時，自適應的選擇下一個路口；當數據在選擇的路段上傳輸時，一個有效的下一跳選擇機制用于保障數據的穩健傳輸；所述自適應的選擇采用基于連通度的自適應任播路由協議包括兩個層面的傳播策略：1)如何選擇下一個傳播路口；采用一個自適應的路口選擇機制，機制考慮了網絡的連通度、交通狀況；2)如何沿著選定的路段傳輸數據；采用下一跳選擇策略，確保鏈路的穩定性。

【技術特征摘要】
1.一種基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法，其特征在于，所述基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法包括以下步驟：步驟一，利用貝爾曼方程計算每個路口到目的節點的連通質量；步驟二，根據連通質量，數據到達路口時，自適應的選擇下一個路口；當數據在選擇的路段上傳輸時，一個有效的下一跳選擇機制用于保障數據的穩健傳輸；所述自適應的選擇采用基于連通度的自適應任播路由協議包括兩個層面的傳播策略：1)如何選擇下一個傳播路口；采用一個自適應的路口選擇機制，機制考慮了網絡的連通度、交通狀況；2)如何沿著選定的路段傳輸數據；采用下一跳選擇策略，確保鏈路的穩定性。2.如權利要求1所述的基于802.11的感知連通質量自適應任播路由方法，其特征在于，所述連通質量表示為：CQi為連通質量；為路口i和jk間路段的連通度權值，k∈(1,2,…,m)；其中表示路口jk被選擇為下一個傳輸路口的概率，被表示為：...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳晨，劉雷，呂婧華，呂寧，候蓉暉，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61