車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的zrp路由方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的ZRP路由方法，屬于車載通信網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]車載短距離通信(Vehicle to X:V2X)網(wǎng)絡(luò)是通過無線通信、GPS/GIS、傳感等短距離通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的車內(nèi)(CAN-Controller Area Network)、車路(Vehicle-2-RSU)、車間(Vehicle-2-Vehicle)、車外(vehicle-2-1nfrastructure)、人車(Vehicle-2-Person)之間的通信。
[0003]區(qū)域路由協(xié)議(Zone Routing Protocol ZRP)是建立在區(qū)域概念上的混合路由協(xié)議，該協(xié)議結(jié)合了主動路由協(xié)議和按需路由協(xié)議的長處，性能依賴于區(qū)域半徑(節(jié)點(diǎn)到邊界節(jié)點(diǎn)的跳數(shù))這一參數(shù)；其中，區(qū)域是指到節(jié)點(diǎn)的最短距離不大于某一常數(shù)的節(jié)點(diǎn)所覆蓋的范圍，節(jié)點(diǎn)間的距離用跳數(shù)表示，可以直接通信的兩個節(jié)點(diǎn)彼此成為鄰居，距離為I跳?，F(xiàn)有的ZRP路由協(xié)議主要包括四個功能模塊:區(qū)域內(nèi)路由模塊IARPdntrazoneRouting Protocol)、區(qū)域間路由模塊 IERP (Interzone Routing Protocol)、邊界多播解析路由協(xié)議模塊BRP (BordercastR esolut1nP rotocol)和鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議模塊NDP (NeighborDiscovery Protocol);其中，IARP由表驅(qū)動路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)，IERP由按需驅(qū)動路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)，BRP是一種請求分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在區(qū)域之外時，將請求分組有效的傳送給邊界節(jié)點(diǎn)來提高請求效率，NDP主要完成本節(jié)點(diǎn)同鄰居節(jié)點(diǎn)的直接通信，兩節(jié)點(diǎn)周期交互“Hello”消息以發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn)。
[0004]由于V2X網(wǎng)絡(luò)自身具有諸多特性，如車輛沿狹長道路方向分布，且兩個路口之間車輛的移動位置相對固定；路側(cè)節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍較大，一般部署于路口及車輛密集的地點(diǎn)；車載節(jié)點(diǎn)及路側(cè)節(jié)點(diǎn)定期發(fā)送包括車輛位置信息、生存時間等相關(guān)信息的心跳信息等；當(dāng)將ZRP路由協(xié)議應(yīng)用于V2X網(wǎng)絡(luò)中時，應(yīng)對該協(xié)議進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，以滿足V2X網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的ZRP路由方法，該方法對應(yīng)用于V2X網(wǎng)絡(luò)中的ZRP路由方法進(jìn)行了改進(jìn)，既提高了 ZRP路由方法的性能，也能滿足V2X網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際要求。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的ZRP路由方法，利用節(jié)點(diǎn)之間定期發(fā)送的包括車輛行駛方向、位置信息、生存時間等相關(guān)信息的心跳信息，其特征在于，路由建立方法是:
[0008]S1:將相鄰路口之間的道路設(shè)定為區(qū)域，兩路口處的路側(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定為邊界節(jié)點(diǎn)；
[0009]S2:路側(cè)節(jié)點(diǎn)接收周圍節(jié)點(diǎn)發(fā)送的心跳信息，按照各節(jié)點(diǎn)的行駛方向及道路方向，對應(yīng)每條道路的方向，生成包括該條道路上其覆蓋范圍內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息的鏈路狀態(tài)廣播LSA，并將每條LSA沿著對應(yīng)的道路方向轉(zhuǎn)發(fā)出去；
[0010]S3:車載節(jié)點(diǎn)接收周圍節(jié)點(diǎn)發(fā)送的心跳信息，更新維護(hù)包括各個節(jié)點(diǎn)相關(guān)信息的本地LSA ；
[0011]S4:車載節(jié)點(diǎn)接收路側(cè)節(jié)點(diǎn)或是其它車載節(jié)點(diǎn)發(fā)送的LSA，將收到的LSA與本地LSA相比較,若不同,執(zhí)行S5,若相同,執(zhí)行S6 ；
[0012]S5:車載節(jié)點(diǎn)依據(jù)收到的LSA，更新本地LSA ;并將更新后的LSA轉(zhuǎn)發(fā)出去；然后跳轉(zhuǎn)至S7 ；
[0013]S6:車載節(jié)點(diǎn)將收到的LSA沿車輛行駛方向直接轉(zhuǎn)發(fā)出去；
[0014]S7:車載節(jié)點(diǎn)將本地LSA發(fā)送給區(qū)域內(nèi)路由模塊IARP，IARP對LSA處理后生成區(qū)域內(nèi)路由表。
[0015]進(jìn)一步的，
[0016]數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程是:
[0017]SlO:源節(jié)點(diǎn)的IERP查找區(qū)域內(nèi)路由表，是否存在到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由路徑，若存在，執(zhí)行S15 ;否則執(zhí)行Sll ；
[0018]Sll:源節(jié)點(diǎn)的IERP將可用路徑的路由請求發(fā)送給BRP，BRP依據(jù)該路由請求生成邊界多播生成樹BST ；
[0019]S12 =BRP按照BST轉(zhuǎn)發(fā)路由請求；
[0020]S13:當(dāng)路由請求轉(zhuǎn)發(fā)至路側(cè)節(jié)點(diǎn)時，路側(cè)節(jié)點(diǎn)依據(jù)本地LSA及收到的路由請求，生成新的BST，并將生成的BST轉(zhuǎn)發(fā)至相鄰區(qū)域；
[0021]S14:相鄰區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)按照步驟S4-S7生成區(qū)域內(nèi)路由表，以及步驟S10-S13進(jìn)行區(qū)域間的路由請求轉(zhuǎn)發(fā)過程，直到找到目的節(jié)點(diǎn)為止；
[0022]S15:數(shù)據(jù)包按照源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路由路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0023]所述BRP按照BST轉(zhuǎn)發(fā)路由請求的方法分為兩種:一種是路由請求直接通過路側(cè)節(jié)點(diǎn)生成BST后，按照生成的BST轉(zhuǎn)發(fā)到下一個路段，第二種是路由請求通過連接路側(cè)節(jié)點(diǎn)的高帶寬鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到其他的路側(cè)節(jié)點(diǎn)。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025]本發(fā)明的車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的ZRP路由方法，不僅可有效減少區(qū)域內(nèi)鏈路狀態(tài)表的發(fā)送量，提高區(qū)域間路由的效率，且由于路側(cè)節(jié)點(diǎn)位置固定，也減小了 BRP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，能夠滿足V2X網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際要求。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的方法流程圖。
[0027]圖2是本發(fā)明一具體實(shí)施例的實(shí)際應(yīng)用場景示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0029]V2X網(wǎng)絡(luò)中，各個節(jié)點(diǎn)(車載節(jié)點(diǎn)及路側(cè)節(jié)點(diǎn))定期向周圍的節(jié)點(diǎn)廣播包含車輛行駛方向、車輛位置、生存時間(TTL，Time to Live)、IP地址等自身狀態(tài)信息的心跳信息，各節(jié)點(diǎn)同時接收周圍其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的心跳信息，依據(jù)收到的心跳信息，定期更新維護(hù)包括周圍節(jié)點(diǎn)相關(guān)信息的環(huán)境信息對列。
[0030]圖1是本發(fā)明的方法流程圖，如圖所示，本發(fā)明公開的車載短距離通信網(wǎng)中改進(jìn)的ZRP路由方法，路由建立的過程是:
[0031]S1:將相鄰路口之間的道路設(shè)定為ZRP中的區(qū)域，該兩個路口設(shè)定為ZRP中的邊界，將兩路口處的兩路側(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定為ZRP中的邊界節(jié)點(diǎn)；
[0032]S2:路側(cè)節(jié)點(diǎn)接收周圍節(jié)點(diǎn)發(fā)送的心跳信息，按照各節(jié)點(diǎn)的行駛方向及道路方向，對應(yīng)每條道路的方向，生成包括該條道路上其覆蓋范圍內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息的鏈路狀態(tài)廣播LSA，并將每條LSA沿著對應(yīng)的道路方向轉(zhuǎn)發(fā)出去；
[0033]鏈路狀態(tài)廣播LSA(Link-State Advertisement)是鏈接狀態(tài)協(xié)議使用的一種數(shù)據(jù)包，用于維護(hù)路由選擇表，包括有關(guān)鄰居節(jié)點(diǎn)和通道成本等相關(guān)信息。
[0034]S3:車載節(jié)點(diǎn)接收周圍節(jié)點(diǎn)發(fā)送的心跳信息，更新維護(hù)包括各個節(jié)點(diǎn)相關(guān)信息的本地LSA ；
[0035]S4:車載節(jié)點(diǎn)接收路側(cè)節(jié)點(diǎn)或是其它車載節(jié)點(diǎn)發(fā)送的LSA，將收到的LSA與本地LSA按照TTL相比較，若不同，執(zhí)行S5，若相同，執(zhí)行S6 ；
[0036]S5:車載節(jié)點(diǎn)依據(jù)收到的LSA，更新本地LSA ;并將更新后的LSA轉(zhuǎn)發(fā)出去；然后跳轉(zhuǎn)至S7 ；
[0037]當(dāng)收到的路側(cè)節(jié)點(diǎn)的LSA比本地LSA信息更新時,更新本地LSA。
[0038]S6:車載節(jié)點(diǎn)將收到的LSA沿車輛行駛方向直接轉(zhuǎn)發(fā)出去；
[0039]S7:車載節(jié)點(diǎn)將本地LSA發(fā)送給區(qū)域內(nèi)路由模塊IARP，IARP對LSA處理后生成鏈路狀態(tài)表LST (Link State Table)，同時通過IARP的路由算法生成區(qū)域內(nèi)路由表；
[0040]各個車載節(jié)點(diǎn)和路側(cè)節(jié)點(diǎn)分別設(shè)有區(qū)域內(nèi)路由模塊IARP、區(qū)域間路由模塊IERP、邊界多播解析路由協(xié)議模塊BRP以及鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議模塊。
[0041]S8:車載節(jié)點(diǎn)將IARP生成的區(qū)域內(nèi)路由表發(fā)送給區(qū)域間路由模塊IERP，用于車載節(jié)點(diǎn)發(fā)起路由請求時，IERP查詢該區(qū)域內(nèi)路由表是否存在到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑；
[0042]上述路由建立過程完成后，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包時，該數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)過程是:
[0043]SlO:源節(jié)點(diǎn)的IERP查找區(qū)域內(nèi)路由表，是否存在到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由路徑，若存在，執(zhí)行S15 ;否則執(zhí)行Sll ；
[0044]Sll:源節(jié)點(diǎn)的IERP將可用路徑的路由請求發(fā)送給BRP，BRP依據(jù)該路由請求，結(jié)合路側(cè)節(jié)點(diǎn)周圍的道路分布，生成各個道路方向的邊界多播生成樹BST (BordercastSpanning Tree)；
[0045]路側(cè)節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍較大，其BRP結(jié)合覆蓋范圍內(nèi)的道路及節(jié)點(diǎn)分布情況，生成沿各條道路方向上的BST。
[0046]S12 =BRP按照BST轉(zhuǎn)發(fā)路由請求。
[0047]