基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法技术

本发明专利技术属于车载自组织网络技术领域，公开了一种基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法，利用贝尔曼方程计算每个路口到目的节点的连通质量；用连通质量作为路段的度量指标可以反映节点的密度以及交通状况；根据路段的连通质量，数据到达路口时，自适应的选择下一个路口；这样就能确保选择的路段有一定的车流，避免局部优化的发生；当数据在选择的路段上传输时，一个有效的下一跳选择机制考虑了信道的性能以及节点之间的传输距离，可以减少信息从一个路口到另外一个路口传输过程中所需要的跳数以及重传的次数，从而来可以保障数据快速有效的传输。

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.

【技术实现步骤摘要】
基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法
本专利技术属于车载自组织网络
，尤其涉及一种基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法。
技术介绍
车载自组织网络由于其在加强道路安全、提升交通便利方面发挥的作用，吸引了越来越多的注意力。不同于一般的移动自组织网络，车载自组织网络有一些独有的特点，比如，节点的快速移动，不均匀的分布等。这些特点导致了拓扑的动态变化，从而影响了链路的稳定性。所以，如何设计一个城市环境下的稳健的路由协议是一个非常有挑战的任务。许多的路由机制已经被提出来应对这些挑战。基于拓扑的路由机制在数据发送之前需要建立一个路由。由于节点移动，为了维护这个路由，需要消耗大量的网络资源。相对而言，基于地理位置的路由协议是一个可用的方案。GyTAR[M.Jerbi，S.-M.Senouci，T.Rasheed，andY.Ghamri-Doudane，"Towardsefficientgeographicroutinginurbanvehicularnetworks,"IEEETransactionsonVehicularTechnology，vol.58，pp.5048-5059，2009]在数据到达路口的情况下，通过考虑候选路口到目的节点的距离以及现在路口到该候选路口的连通度选择下一个路口。当选定的路段上，一个加强的基于贪婪的携带转发机制用于数据的传输。然而，在路由的过程中，GyTAR依赖于局部的交通参数，比如车辆密度、车辆分布。这些参数并不能充分的反映路由的服务质量(QoS)。例如，密度大的时候虽然可以提升网络的连通度，但是在比较拥塞数据流的场景下，会增加数据传输的时延。ICAR[N.Alsharif，S.Céspedes，andX.S.Shen，"iCAR:Intersection-basedconnectivityawareroutinginvehicularadhocnetworks,"in2013IEEEInternationalConferenceonCommunications(ICC)，2013，pp.1736-1741]结合路段的连通度和传输时延动态的选择路口以提升路由的性能。但是，路口的选择所参考的参数有点简单，并不能充分反映相邻路口到目的路口之间的网络情况，比如交通流，连通性等。SCRP[M.A.Togou，A.Hafid，andL.Khoukhi，"SCRP:StableCDS-BasedRoutingProtocolforUrbanVehicularAdHocNetworks,"IEEETransactionsonIntelligentTransportationSystems，vol.PP，pp.1-10，2016]提出了一个分布式的地理位置路由协议，来处理局部优化和数据拥塞的问题。在路段骨干节点的协助下，该协议可以在发送数据前充分利用网络的拓扑信息选择具有最小时延的路径。然而因为该协议需要建立、维护路段的骨干节点，这会造成一定的开销。TLRC[Q.Ding，B.Sun，andX.Zhang，"ATraffic-light-awareRoutingProtocolbasedonStreetConnectivityforUrbanVehicularAdhocNetworks]考虑了红绿灯对于节点密度和分布的影响来建立道路连通度的模型。该协议可以避免选择一些两端拥塞而中间稀疏的路段，从而提升网络的性能。该协议利用连通度作为路段选择的依据，并没有充分的反映路段的服务质量。综上所述，现有技术存在的问题是：车载自组织网络由于节点的快速移动、不均匀的分布，拓扑具有动态变化、频繁断开的特征，这些特征给设计一个稳健的多跳传输协议提出了严峻的挑战。虽然已经很多协议被提出来应对这些挑战，但是依然存在不少问题，最主要的局部优化。这是由于数据在传输过程中，没有遇到距离目的节点较近方向的可用节点来中继信息。在这种情形下，需要依赖携带转发策略辅助信息的传输，因此造成了一定的时延。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法。本专利技术是这样实现的，一种基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法，所述基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法包括以下步骤：步骤一，利用贝尔曼方程计算每个路口到目的节点的连通质量；用连通质量作为路段的度量指标可以反映路段上节点的密度以及交通流的状态；步骤二，根据连通质量，数据到达路口时，自适应的选择下一个路口；这样就能确保选择的路段有一定的连通度，避免局部优化的发生；当数据在选择的路段上传输时，一个有效的下一跳选择机制考虑了信道的性能以及节点之间的传输距离；可以减少信息从一个路口到另外一个路口传输过程中所需要的跳数以及不必要的重传，从而来保障数据的稳健传输；所述自适应的选择采用基于连通度的自适应任播路由协议包括两个层面的传播策略：1)如何选择下一个传播路口；采用一个自适应的路口选择机制，机制考虑了网络的连通度、交通状况；2)如何沿着选定的路段传输数据，采用下一跳选择策略，确保链路的稳定性。进一步，所述连通质量表示为：CQi为连通质量；作为路口i和jk间路段的权值，k∈(1,2,…,m)；其中表示路口jk被选择为下一个传输路口的概率，被表示为：其中被定义为路口i的数据在当前路口与相邻路口jk之间所在路段遇见车辆的概率；Ti表示携带数据的节点通过路口i所需的时间。进一步，在路段的到达率服从参数为的泊松分布，那么被计算为:进一步，用表示路口i在路段被选择作为下一个传输路段条件下的连通质量，被计算为：根据的值，相邻的路口可以给以不同的优先级，值越大，优先级越大。进一步，所述下一跳的选择包括：s表示发送节点，r表示一个相邻节点；作为下一跳选择的标准，结合数据的传输概率和一跳传输距离，提出了以下度量指标：其中dsr表示节点之间的距离，R表示传输范围，psr表示数据传输成功的概率。本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法的城市车载自组织网络。本专利技术的优点及积极效果为：本方案用连通质量作为路段的度量指标可以反映节点的密度以及交通状况；利用贝尔曼方程可以计算每个路口到目的节点的连通质量；根据连通质量，当数据到达路口时，自适应的选择下一个路口，这样就能确保选择的路段有一定的车流，避免局部优化的发生；当数据在选择的路段上传输时，一个有效的下一跳选择机制考虑了信道的性能以及节点之间的传输距离，可以减少信息从一个路口到另外一个路口传输过程中所需要的跳数以及不必要的重传，从而来可以保障数据快速有效的传输。相比于STAR和GyTAR，提出的协议在数据投递率方面分别提升了6.37％和11.69％，而在时延方面分别降低了13.86％和25.74％。本专利技术利用贝尔曼方程计算每个路口到目的节点的连通质量；用连通质量作为路段的度量指标可以反映节点的密度以及交通状况；根据连通质量，当数据到达路口时，自适应的选择下一个路口；这样就能确保选择的路段有一定的车流，避免局部优化的发生；当数据在选择的路段上传输时，一个有效的下一跳选择机制考虑了信道的性能以及节点之间的传输距离，可以减少信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法，其特征在于，所述基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法包括以下步骤：步骤一，利用贝尔曼方程计算每个路口到目的节点的连通质量；步骤二，根据连通质量，数据到达路口时，自适应的选择下一个路口；当数据在选择的路段上传输时，一个有效的下一跳选择机制用于保障数据的稳健传输；所述自适应的选择采用基于连通度的自适应任播路由协议包括两个层面的传播策略：1)如何选择下一个传播路口；采用一个自适应的路口选择机制，机制考虑了网络的连通度、交通状况；2)如何沿着选定的路段传输数据；采用下一跳选择策略，确保链路的稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法，其特征在于，所述基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法包括以下步骤：步骤一，利用贝尔曼方程计算每个路口到目的节点的连通质量；步骤二，根据连通质量，数据到达路口时，自适应的选择下一个路口；当数据在选择的路段上传输时，一个有效的下一跳选择机制用于保障数据的稳健传输；所述自适应的选择采用基于连通度的自适应任播路由协议包括两个层面的传播策略：1)如何选择下一个传播路口；采用一个自适应的路口选择机制，机制考虑了网络的连通度、交通状况；2)如何沿着选定的路段传输数据；采用下一跳选择策略，确保链路的稳定性。2.如权利要求1所述的基于802.11的感知连通质量自适应任播路由方法，其特征在于，所述连通质量表示为：CQi为连通质量；为路口i和jk间路段的连通度权值，k∈(1,2,…,m)；其中表示路口jk被选择为下一个传输路口的概率，被表示为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，刘雷，吕婧华，吕宁，候蓉晖，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61