一种用于城市高架桥等多层级场景的车辆自组织网络路由方法技术

本发明专利技术涉及一种用于城市高架桥等多层级场景的车辆自组织网络路由方法，当车辆节点在某个层级上移动时，贪婪选择离目的节点最近的同层邻居车辆进行转发，同层没有可用节点时，选择离目的节点最近的层间邻居车辆进行转发。当车辆节点在上桥处时，无论向哪个道路层发送数据包都不会收到建筑的影响导致无线信号衰减。此时，节点计算各个道路层中的链路质量，最后选择目的节点所在的道路层或链路质量较高的道路层进行转发。本发明专利技术能够解决多层次场景下跳数增多及链路质量下降的问题，提升VANETs路由的整体性。

A Vehicle Self-Organizing Network Routing Method for Multi-Level Scenarios such as Urban Viaduct

The present invention relates to a vehicle self-organizing network routing method for multi-level scenarios such as urban viaducts. When a vehicle node moves at a certain level, it greedily chooses the same-level neighbor vehicle nearest to the destination node for forwarding. When there is no available node at the same level, it chooses the next-level neighbor vehicle nearest to the destination node for forwarding. When the vehicle node is on the bridge, no matter which road layer the data packet is sent to, it will not receive the influence of the building, which will lead to the attenuation of the wireless signal. At this time, the node calculates the link quality in each road layer, and finally chooses the road layer where the destination node is located or the road layer with higher link quality for forwarding. The invention can solve the problems of increasing hops and decreasing link quality in multi-level scenarios, and improve the integrity of VANETs routing.

【技术实现步骤摘要】
一种用于城市高架桥等多层级场景的车辆自组织网络路由方法
本专利技术涉及通信
，特别是一种用于城市高架桥等多层级场景的车辆自组织网络路由方法。
技术介绍
车辆自组织网络是移动自组织网络(MANETs)的一种分支，其节点为在道路上移动的车辆，包括了车辆到基础设施的通信(V2I)以及车辆之间的通信(V2V)。在VANETs中，要求车辆和车辆之间的通信数据能够不经过固定基站，而通过中间车辆来实现多跳转发。VANETs能够让网络中的车辆实时共享周边车辆及道路情况等本地信息，以增强车辆行驶的安全性和便捷性，同时也为智能交通系统和自动驾驶提供发展基础。然而，随着城市的高速发展以及居民生活水平的提高，城市中交通拥堵频率大大增加，城市高架桥等多层次的道路结构也随之增多。因此，城市中车辆分布由平面分布转化为三维分布。同时，由于车辆的高速移动性及城市建筑对无线信号的阻挡，使得VANETs的路由协议设计比普通MANET的协议更加困难。如何结合车辆移动的特点设计出城市多层次结构场景下高效稳定的VANETs路由协议是VANETs中一个重要的研究方向。LinaZhu等人在《GeographicRouting本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于城市高架桥等多层级场景的车辆自组织网络路由方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：车辆节点通过GPS及数字地图技术获取自身及目的节点信息；步骤S2：车辆节点通过HELLO包定期广播自身信息，并接收邻居车辆广播的信息，同时根据接收到的邻居车辆的HELLO包更新自身的邻居节点列表；步骤S3：当车辆节点接收到数据包时，检查数据包头中的目的节点标志，判断自身节点是否为数据包的目的节点，若是，则路由结束；若不是，则执行步骤S4；步骤S4：接收到数据包的车辆节点根据数据包头中的目的节点标志与邻居节点信息判断数据包的目的节点是否在邻居节点列表中，若在，则将数据包转发至目的节点，并返回步骤S3；...

【技术特征摘要】
1.一种用于城市高架桥等多层级场景的车辆自组织网络路由方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：车辆节点通过GPS及数字地图技术获取自身及目的节点信息；步骤S2：车辆节点通过HELLO包定期广播自身信息，并接收邻居车辆广播的信息，同时根据接收到的邻居车辆的HELLO包更新自身的邻居节点列表；步骤S3：当车辆节点接收到数据包时，检查数据包头中的目的节点标志，判断自身节点是否为数据包的目的节点，若是，则路由结束；若不是，则执行步骤S4；步骤S4：接收到数据包的车辆节点根据数据包头中的目的节点标志与邻居节点信息判断数据包的目的节点是否在邻居节点列表中，若在，则将数据包转发至目的节点，并返回步骤S3；若不在，则进入步骤S5:；步骤S5：接收到数据包的车辆节点确认自身是否位于上桥处，若是，则执行步骤S6；若不是，则执行步骤S9；步骤S6：接收到数据包的车辆节点将数据包存在缓存中，并向每个道路层上的无线范围内的最远邻居发送道路探测包并在道路探测包中写入当前时间；步骤S7：发送道路探测包的节点收到返回的道路探测包后，根据返回的探测包的字段确认目的节点是否在该道路探测包经过的某个道路层上，若是，则将缓存中的数据包发送给目的节点所在层上的无线范围内的最远邻居，并返回步骤S3；否则，进入步骤S8；步骤S8：发送道路探测包的节点根据返回的道路探测包信息计算各个道路层的链路质量，当前节点向链路质量最高的道路层上的最远邻居节点发送缓存中的数据包，并返回步骤S3；步骤S9：接收到数据包的节点根据数据包头中的目的节点坐标信息及邻居节点信息进行下一跳节点的选择，并向选择的下一跳节点发送数据包，返回步骤S3。2.根据权利要求1所述的一种用于城市高架桥等多层级场景的车辆自组织网络路由方法，其特征在于：步骤S6具体包括以下步骤：步骤S61：各个道路层上收到道路探测包的节点将道路探测包沿道路层转发，每次转发选择前方无线范围内的节点中离自身距离最远的层内邻居节点作为下一跳；道路探测包记录转发道路探测包的节点的总数量及每个转发道路探测包的节点的层内邻居数和层间邻居数；同时，当收到道路探测包的节点在层内邻居中发现目的节点时，则将道路探测包中的目的节点标记置位并沿着道路层转发给发送道路探测包的节点；步骤S62：当接收到道路探测包的节点位于道路层尽头时，该节点将道路探测包沿着道路层转发给发送道路探测包的节点。3.根据权利要求1所述的一种用于城市高架桥等多层级场景的车辆自组织网络路由方法，其特征在于：步骤S8中，各个道路层的链路质量计算公式如下：式中，Li表示第i层的链路质量，t表示该层上每跳的传播时延，表示该层上转发道路探测包的节点的平均层内邻居数，表示该层上转发道路探测包的节点的平均层间邻居数，Ncon为常量，设为12，表示该层上转发道路探测包的节点的最远层间邻居的平均水平距离。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张栋，孙敏铭，胡展瑞，林为伟，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35