1.一种基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法,其特征在于,包括以下步骤:计算双向道路的连通概率、传输时延及分组投递率,并取不同的权重系数,建立链路质量模型;
将链路质量模型的链路质量与蚁群算法相结合提出一种LACOR基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择算法,将链路质量分为局部链路质量与全局链路质量,并且将局部链路质量定义为局部信息素,全局链路质量定义为全局信息素,再将蚁群算法的概率选择公式与链路质量相结合得到改进后的公式,改进主要在:将局部信息素和全局信息素替换掉传统蚁群算法中的信息素变量和启发信息素,使其相结合,自适应的寻找车联网路由中最优的路径进行信息的传递;
所述计算双向道路的连通概率具体包括:在长度L的双向道路上根据通信半径R划分多个传输单元格 且 表示单元格系数,cs表示单元格长度,单元格的个数N=L/cs,计算过程如下:
步骤i、先求出有q条断开链路可修复的概率Pw|Q(q)如公式(2)所示:其中ρ代表修复链路的车辆密度,cs代表单元格大小,N代表单元格的个数,q代表断开链路的条数,且q∈{0,1,...,N-1};
步骤ii、对于有N-1个连通单元格来说,链路断开的概率情况满足二项分布,得到q条断开链路的概率PQ(q)如式(3)所示:步骤iii、根据全概率公式求得双车道下的连通概率CP如式(4)所示:所述计算道路的传输延时,具体包括:
当双车道的下一跳传输单元格内没有车辆,求得双向传输单元格内没有车辆的情况的概率ft如公式(5):ρ1表示西向道路的车辆密度
ρ2表示东向道路的车辆密度;
求出不同情况下的数据传输时延函数D如式(6)所示:
表示平均速度,ft表示双向传输单元
格内没有车辆的情况的概率,tp表示单跳时延,L表示道路长度;
所述计算道路的分组投递率,具体包括:
结合瑞利衰落信道分析单跳误码率,进而推导出分组投递率,得到单跳下的误码率如公式(7)所示:其中Pt是发射机功率,Gt和Gr是发射机和接收机的增益,fc是载波频率,c是光速,y是发射车辆与接收车辆之间的距离,Ptherm是噪声功率,σf2瑞利分布的方差;求出平均单跳的误码率如公式(8)所示:根据误码率与分组投递率的关系求出道路上的分组投递率如公式(9)所示:PDRL=((1-(1-cr)E[BERL(Y)])psize)Hop (9)其中psize表示数据包的大小,cr代表错误校正比率,y表示一跳的距离,传输所需的跳数Hop=N(1-ft)。
2.根据权利要求1所述的基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法,其特征在于,将道路的连通概率、传输时延、以及分组投递率进行综合考虑,并取不同的权重系数,建立链路质量模型如公式(1)所示:L(y)=η1CP(y)+η2Delay(y)+η3PDR(y) (1)其中CP(y)为路由y的网络连通概率,Delay(y)为路由y的数据传输时延,PDR(y)为路由y的分组投递率,其中,Delay=(Dth-D)/Dth,Dth为延时的阈值,D为所求路段的延时,且η1+η2+η3=1。
3.根据权利要求1所述的基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法,其特征在于,所述将局部链路质量LQ定义为局部信息素,全局链路质量GQ定义为全局信息素,再将蚁群算法的概率选择公式与链路质量相结合得到改进后的公式具体包括:L(eij)表示路段eij的链路质量,L(yij)表示路由yij的链路质量,CP(eij)是路段eij的连通概率,CP(yij)是路由yij的连通概率,D(eij)表示路段eij的传输延时,D(yij)表示路由yij的传输延时,Dth表示传输延时阈值,PDR(eij)是路段eij的分组投递率,PDR(yij)是路由yij的分组投递率,η1、η2和η3均表示权重系数。
4.根据权利要求1-3之一所述的基于链路质量的蚁群自适应车联网路由选择方法,其特征在于,所述LACOR算法的步骤如下:(1)初始化参数:蚁群最大迭代次数、蚂蚁总数、局部信息素因子、全局信息素因子、信息素挥发因子在内的信息;
(2)源节点向目的节点发送路由请求,若存在路由则返回确定消息给源节点,源节点直接发送数据包,否则转至(3);
(3)蚁群开始迭代;
(4)生成前向蚂蚁,开始搜索路径;
(5)判断蚂蚁是否到达目的节点所在路段,若是转至(6),否则根据公式(11)选择下一个路段,并且继续判断(5);
(6)前向蚂蚁变为后向蚂蚁,沿原路返回源节点,更新全局信息素;
(7)如果全部的蚂蚁都返回目的节点,转至(8),否则跳转至(4);
(8)全部蚂蚁寻找完路径后,选出本次迭代最优的路径信息,保存到路由表中;
(9)判断蚁群是否满足最大迭代次数,若满足则整理迭代结果,获取最优路径集合,算法完成,否则跳转至(3),继续进行迭代。