基于車載短距離通信網的優化aodv協議的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于車載短距離通信網的優化AODV協議的方法，屬于車載通信網技術領域。
【背景技術】
[0002]車載短距離通信(Vehicle to X:V2X)網絡是通過無線通信、GPS / GIS、傳感等短距離通信技術實現的車內、車路、車間、車外、人車之間的通信，由于V2X網絡中的各個節點處于快速移動狀態，其網絡切換頻繁，所以節點之間的網絡通信需要使用特殊的路由發現、建立及維護方法。
[0003]MANET (Mobile Ad hoc network,移動Ad hoc網絡)是一種可隨時隨地組成網絡而無需任何固定的底層設備支持的自組網，AODV(Ad hoc on-demand distance vectorrouting)協議是MANET網絡中的一種重要的按需驅動的路由協議，其基本的工作原理是:源節點多播路由請求幀RREQ (RREQ的消息格式參見圖1)，相鄰節點收到該RREQ后，判斷自己是否為目的節點，如果是，向源節點發送路由應答幀RREP，隨后二者開始通信；如果不是，相鄰節點查找路由表判斷是否存在到達目的節點的路由，如果存在，就向源節點單播RREP，如果不存在，繼續轉發RREQ查找目的節點，同時記錄通向源節點的反向路由；路由建立后，AODV協議還通過定期廣播路由活躍幀HELLO來維護已建路由，一旦發現某條鏈路斷開，節點就發送路由錯誤幀ERROR通知不可達節點刪除記錄或是重建路由。
[0004]將AODV的基本原理應用于V2X網絡，可以實現V2X網絡中移動車輛之間、車輛與路側節點之間的動態路由，然而，結合V2X網絡自身的特性，需要對AODV協議進行如下優化改進:
[0005]首先，AODV協議沒有考慮節點之間的差異性，而，V2X網絡中的路側節點架設位置高、供電不受限制、接入帶寬高、覆蓋范圍大，與車載節點相比其在網絡接入能力上占據較大優勢，所以，利用路側節點的優勢建立路由，可有效減少路由建立階段廣播的路由請求幀RREQ數量；
[0006]第二，V2X網絡中的節點定期向周圍的節點廣播包含車輛位置、狀態、IP地址等的心跳信息，利用節點之間定期發送的心跳信息，可有效減少路由維護階段的活躍路由消息幀HELLO的數量。
【發明內容】
[0007]鑒于上述原因，本發明的目的在于提供一種基于車載短距離通信網的優化AODV協議的方法，該方法充分利用了路側節點接入網絡的優勢，以及節點定期發送心跳信息的特性，可有效減少通信雙方節點在路由發現、建立及維護過程中所需發送的路由請求幀RREQ及路由消息幀HELLO的數量，進而可減小系統開銷，提高V2X網絡性能。
[0008]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0009]基于車載短距離通信網的優化AODV協議的方法，節點之間定時發送包括車輛位置、狀態、IP地址等信息的心跳信息，更新維護包括周圍節點相關信息的環境信息對列，其特征在于，該方法為:
[0010]源節點欲與目的節點通信，源節點查找自身維護的環境信息隊列，判斷環境信息隊列中是否存在目的節點，若存在，則直接向目的節點單播路由請求幀RREQ ;若不存在，源節點向其所屬的路側節點單播路由請求幀RREQ，由路側節點負責查找目的節點，如果路側節點找到目的節點，就向源節點發送路由應答幀RREP，如果路側節點沒有找到目的節點，源節點就向周圍節點廣播路由請求幀RREQ，以查找目的節點。
[0011]進一步的，
[0012]節點將收到的相鄰節點發送的心跳信息轉換為路由活躍幀HELLO用于維護路由。
[0013]所述路側節點查找目的節點的方法是:
[0014]所述路側節點將所述路由請求幀RREQ發送至與所述路側節點相連的核心網路由器；
[0015]如果目的節點是車載節點，該核心網路由器查找該車載節點所屬的目的路側節點，然后將所述路由請求幀RREQ轉發給該目的路側節點，該目的路側節點將所述路由請求幀RREQ單播至目的節點，若一定時間內沒有收到目的節點的路由應答幀RREP，該目的路側節點就在其覆蓋范圍內廣播所述路由請求幀RREQ ；
[0016]目的節點收到所述路由請求幀RREQ后，向該目的路側節點單播路由應答幀RREP，該目的路側節點將該路由應答幀RREP轉發至源節點；
[0017]如果目的節點不是車載節點，路側節點就直接將路由請求幀RREQ轉發給路側節點所在網絡的路由器，由路由器進行轉發。
[0018]所述源節點向周圍節點廣播的路由請求巾貞RREQ,相鄰節點收到該路由請求中貞RREQ后，查找自身維護的環境信息隊列是否存在目的節點的相關信息，若存在，將找到的目的節點的序列號與該路由請求幀RREQ的序列號相比較，若前者大于等于后者，該相鄰節點向源節點發送路由應答幀RREP，否則，相鄰節點依據行車方向和歸屬路側節點判斷是否要將該路由請求幀RREQ進行轉發。
[0019]所述相鄰節點依據行車方向和歸屬路側節點判斷是否轉發路由請求幀RREQ的方法是:
[0020]所述相鄰節點依據環境信息隊列中保存的源節點的信息，當所述相鄰節點與源節點同屬一個路側節點，且二者行車方向相同時，所述相鄰節點將所述路由請求幀RREQ轉發；否則，不轉發。
[0021]所述相鄰節點將自身IP地址的網絡號與源節點IP地址的網絡號相比較，若不同說明二者分屬不同的路側節點；或者，所述相鄰節點將自身登記的路側節點代碼同所述路由請求幀RREQ中源節點注冊的路側節點代碼相比較，若不同說明二者分屬不同的路側節點。
[0022]目的節點發送的路由應答幀RREP，沿著路由請求幀RREQ的傳播方向單播反向傳輸至源節點，所經路徑上的中間節點收到該路由應答幀RREP后，建立從目的節點到源節點的前向路由，當該路由應答幀RREP到達源節點時，中間節點更新各自指向目的節點的路由信息。
[0023]當源節點通過相鄰車載節點經路側節點找到目的節點而建立路由后，源節點通過所述心跳信息監測是否接入路側節點，一旦接入路側節點，就通過該路側節點查找目的節點，以建立由源節點、路側節點、目的路側節點及目的節點組成的路由，同時，釋放掉經該相鄰車載節點建立的路由。
[0024]本發明的優點在于:
[0025]本發明的方法充分利用了路側節點接入網絡的優勢，以及節點定期發送心跳信息的特性，優化了 AODV協議，有效減少了通信雙方節點在路由發現、建立及維護過程中所需發送的路由請求幀RREQ及路由消息幀HELLO的數量，進而減小了系統開銷，提高了 V2X網絡性能。
【附圖說明】
[0026]圖1是路由請求幀RREQ的消息格式示意圖。
[0027]圖2是本發明的優化AODV協議的方法的具體流程圖。
[0028]圖3是本發明的優化AODV協議的路由維護流程圖。
[0029]圖4是路由活躍巾貞HELLO的消息格式不意圖。
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。
[0031]V2X網絡中，各個節點定期向周圍的節點廣播包含車輛位置、狀態、IP地址等自身狀態信息的心跳信息，各節點同時接收周圍其他節點發送的心跳信息，依據收到的心跳信息，更新維護包括周圍節點相關信息的環境信息對列。
[0032]本發明公開的優化AODV協議的方法是:源節點欲與目的節點通信，源節點查找自身維護的環境信息隊列，判斷環境信息隊列中是否存在目的節點，如果存在，則直接向目的節點單播路由請求幀RREQ ;如果不存在，源節點向其所屬的路側節點單播路由請求幀RREQ,由路側節點負責查找目的節點，如果路側節