车载自组网技术的研究

车载自组网技术的研究

1车载自组网ro道路交通事故已成为全世界的公共安全问题。交通事故因其极强的“杀伤力”被称为世界“头号杀手”。作为智能交通系统重要基础之一的车辆网络概念就是在这种需求背景下提出的。车载自组网是专门为车辆间通信而设计的自组织网络,它创造性地将自组网技术应用于车辆间通信,使司机能够在超视距的范围内获得其他车辆的状况信息(如车速、方向、位置、刹车板压力等)和实时路况信息。车载自组网的设计目标是建立一个车辆间通信的平台,不仅提高交通效率,还为司机的通行带来可靠安全和多重便利,使旅行者更加舒适。在2003年ITU-T的汽车通信标准化会议上,各国专家提出的车用自组织网络(VANET,vehiclead-hocnetworks)技术有望在2010年将交通事故带来的损失降低50%。2自组织交通信息系统自组网是一种无线分布式结构,强调的是多跳、自组织、无中心的概念。因此可以把车载自组网(VANET,vehicleadhocnetworks)定义为一种快速移动户外通信网络(fastmovingoutdoorcommunicationnetwork),也有人把车载自组网称为自组织交通信息系统(SOTIS,self-organizingtrafficinformationsystem)。车载自组网的基本思想是在一定通信范围内的车辆可以相互交换各自的车速、位置等信息和车载传感器感知的数据,并自动的连接建立起一个移动的网络。节点的单跳通信范围只有几百米到一千米,每一个节点(车辆)不仅是一个收发器,同时还是一个路由器,因此采用多跳的方式把数据转发给更远的车辆。2.1车载自组网gps,dmb服务整个车载自组网分为两部分:车与车(V2V,vehicletovhicle)和车与设施(V2I,vehicletoinfrastructure)。图1显示了车载自组网在真实环境中应用的一个模型示意。可以看到,卫星通信系统分别为车载自组网提供全球定位服务(GPS,globalpositioningsystem)和数字多媒体服务(DMB,digitalmultimediabroadcasting)。车与车通信使车辆之间能够通过多跳的方式进行自动互联,这好比车与车之间能够像人一样互相交谈,起到提高车辆运行的安全和疏导交通流量等作用。车载自组网除了可以单独组网实现局部的通信外,还可以通过路灯、加油站等作为接入点的网关(gateway),连接到其他的固定或移动通信网络上,提供更为丰富的娱乐、车内办公等服务。在本文中,针对车载自组网的特点和技术难点,主要讨论车与车之间通信的自组网方式。2.2节点的特点影响车载自组网是极其特殊的移动自组织网络,它同样存在一般无线自组网所固有的问题,如隐藏点问题、暴露点问题、信道捕获问题等,不过也带有自身独特的特性。车载自组网的主要特点包括:(1)由于节点高速移动性(速度大致在5~42m/s之间),导致网络拓扑结构变化快,路径寿命短,例如平均速度为100km/h的道路上,如果节点的覆盖半径为250m,则链路存在15s的概率仅为57%。(2)无线信道质量不稳定,受多种因素影响,其中包括路边建筑、道路情况、车辆类型和车辆相对速度等。(3)节点通过发动机可以提供源源不断的电力支持,车辆的承载空间也可以确保天线的尺寸和其他额外的通信设备,同时还具有强大的计算能力和存储能力等。(4)节点移动具有一定的规律性,只能沿着车道单/双向移动,具有一维性。(5)道路的静态形状使得车辆移动是受限制的,车辆轨道一般可预测。(6)GPS能够为节点提供精确定位和精准时钟信息,利于获取自身位置信息和进行时钟同步。(7)GPS和电子地图相结合,利用路径规划功能,将使车载自组网路由策略的实现变得更为简单。2.3加强驾驶辅助设施建设,提高驾驶安全性车载自组网在交通运输中出现,将会扩展司机的视野与车载部件的功能,从而提高道路交通的安全与高效。典型的应用包括:(1)行驶安全预警。利用车辆间相互交换状态信息,通过车载自组网提前通告给司机,建议司机根据情况作出及时、适当的驾驶行为,这便有效的提升了司机的注意力,提高驾驶的安全性。(2)协助驾驶。帮助驾驶员快速、安全的通过“盲区”,例如在高速路出/入口或交通十字路口处的车辆协调通行。(3)分布式交通信息发布。改变传统的基于中心式网络结构的交通信息发布形式,车辆从车载自组网中获取实时交通信息,提高路况信息的实时性,例如,综合出与自身相关的车流量状况,更新电子地图以便更高效地决定路径规划。(4)基于通信的纵向车辆控制。通过车载自组网,车辆能根据尾随车辆和更多前边视线范围外的车辆相互协同行驶,这样能够自动形成一个更为和谐的车辆行驶队列,避免更多的交通事故。(5)乘客办公与娱乐化。让乘客享受娱乐,视频点播、汽车会议、路边超市等各种基于无线网络的应用,例如,在线游戏和Internet接入等。2.4车载自组网的主要特点车载自组网是一种动态变化并基于无线信道的自组织网络,面临的主要挑战包括以下几个方面:(1)网络固有的大规模性,同时很难保证一维网络的连通性,必须能处理网络的分割问题。(2)车载自组网的无线信道是多跳共享的多点信道,信道接入技术控制节点如何接入无线信道,对网络性能起着至关重要的作用。(3)车载自组网中的多跳路由是由普通节点(车辆)协作完成,不存在专用的路由设备,此外还需适应网络拓扑频繁变化等特殊性,因此必须设计专用、高效的多跳路由协议。(4)QoS保证。自组网出现初期主要用于传输少量的数据信息,车载自组网中则需要传输实时性很高的安全信息,这对带宽、时延和时延抖动等都提出了很高要求。(5)广播和组播。由于车载自组网的特殊性(如交通事故发生时发送的广播会导致突然增大的通讯负载),广播和组播问题变得非常复杂,需要链路层和网络层的支持,因此需要跨层研究。(6)安全问题。移动自组网的特点之一就是安全性较差,易受窃听和攻击,车辆节点不能保证可靠性,因此需要研究适用于车载自组网的安全体系结构和专用安全技术。(7)网络管理。车载自组网网络管理涉及面较广,包括移动性管理、地址管理和服务管理等,需要相应的机制来解决节点定位和地址自动配置等问题。2.5invent的项目最早关于车辆间通信的研究始于20世纪80年代初的日本;在随后的90年代和21世纪初,日本的协同驾驶系统DEMO2000展示了车间通信的另外一个重要应用。目前,欧美也启动了相关的大型科研项目,在车载自组网方面研究较为活跃的几个研究机构有:(1)CarTalk2000是一个从2001年开始,为期3年的项目。致力于开发一种新的基于车间通信的驾驶员辅助驾驶系统,用于驾驶的安全性和舒适性。这项研究由INVENT发起,由八个项目组成,分别处理不同的驾驶辅助系统的问题,这些问题包括安全驾驶、用于缓解交通堵塞的交通管理等。(2)FleetNet,“InternetontheRoad”项目是由6家公司和3所大学为了推动车间通信发展而建立的项目。FleetNet项目在2000年9月启动,2003年12月结束,最终展示了一套成品,通过一系列测试获得了宝贵数据。而紧接着该项目的后续工程NOW,“NetworkonWheels”从2004年开始启动,同时BMV和Volkswagen这两大世界级的汽车制造商也被吸引到了这一后续项目中来,NOW主要目标是解决在车间通信中的通信协议和如何保证数据安全性,最终项目结果提交给C2CCC标准化组织。(8)CHAUFFEUR2是CHAUFFEUR1的一个后续项目。这一项目主要研究的是“PatooningofVhicles”,在前边的车辆可以发送信息给它后边的车辆,进而可以对后边车辆的行驶产生影响。此外还有日本JSK领导的“AssociationofElectronicTechnologyforAutomobileTrafficandDriving”,“GroupCooperativeDriving”、美国的VII、美国马里兰州立大学的TrafficView项目、法国多个研究机构合作开展的CIVIC等。3utor-tdd、u既由于车载自组网独特的性质,决定了其对物理层的要求比较苛刻:要求在高速移动的环境下具有较强的顽健性,减少因高速移动引起的信号突变所带来的影响,尤其是在高速下产生的多普勒效应等的影响;支持高速率传输,提供多跳连接(甚至是在节点密度比较小的情况下),保证足够的信息交互;而且对于安全报警信息延迟要非常小,支持突发性数据流,保证其实时性;与MAC层协议接口相匹配;另外,需要工作在无需授权的频段内,以保证其应用普及。目前国外所应用的车载自组网系统所采用的物理层技术主要是基于802.11(Wi-Fi)标准和UTRA-TDD(TD-CDMA)技术,例如CarTalk与F1eetNet项目都采用了UTRA-TDD技术,C2C联盟则主张使用改进后的802.11b技术。通过表1,可以对802.11b和UTRA-TDD在物理层中所采用的一些不同参数进行简单比较。由上表可以看出802.11b的性能要差很多,但是由于802.11b无线模块目前应用普及、价格便宜、实现简单,而且工作在2.4GHz的免费频段等特点,广泛被科研实验所采用;而UTRA-TDD技术实现复杂,造价较高,还有一些非技术因素阻碍其应用。所以说这2种技术各有长短。此外,目前在我国最为普及的GSM移动通信技术,其稳定的性能被大家所接受,而支持自组织方式的GSM网络(A-GSM)是受Lucent技术公司资助,对下一代GSM蜂窝网中继能力进行研究的课题:该课题研究人员试图在尽可能减少对现有GSM系统改动的基础上,使移动台具有中继功能,由此来增强GSM网络的覆盖能力。由此可见GSM技术应用在自组网中是可行的,其性能也完全符合车载自组网的要求,所以车载自组网物理层也可以尝试采用GSM技术。无论802.11b、UTRA-TDD还是GSM技术都是一种中心式结构的网络,将其应用于分布式网络在很多方面需要进行改进。首先,空中接口需要适应高速动态变化的网络拓扑;将中心控制的无线媒介访问机制修改成分布式的媒介访问机制;修改由基站控制的无线资源管理机制为节点自行管理协同合作的机制;面对更为恶劣的多径效应、能量控制算法和时隙同步等问题。以时隙同步为例,它既不像在UTRA-TDD、GSM终端设备接入基站时由基站负责进行同步,也不像在802.11b中AP定期地发送信标(beacon)帧保持相同物理网中的工作站同步。在车载自组网中时隙同步问题可以通过引入GPS进行粗略同步,再加上一些特定机制进行精确同步,比如在帧中设计特定的同步时隙。文献指出,无论是理论分析还是在实际的高速公路或城市道路中进行的仿真测试,都能得出一个结论:UTRA-TDD比IEEE802.11b具有更大的优势。对于物理层除了技术因素外,还有一些非技术因素阻碍其选取,比如说占用的频段。在国外,2003年,美国的联邦通信委员会专门为车辆间通信划分了一个75MHz(5.85~5.925GHz)的免费频带带宽用于专用短距离通信(DSRC,dedicatedshortrangcommunication),而欧洲的邮政电信组织(CEPT)也已经为UTRA-TDD技术提供了免除执照发放的2010到2020MHz频段,日本的DEM02000项目采用的专用短程通信技术(DSRC)也有专门的免费频段。可见,在车载自组网技术发展比较好的国家都有一个免费频段供其使用,因此,在我国划分一个供车载自组网使用的免费频段势在必行,以利于其更好的在国内推广。综合以上物理层的特性,对于车载自组网物理层的选择标准初步总结如下:(1)适合节点高速移动,初步设计移动速度上限为150km/h;(2)通讯距离在1km左右;(3)带宽在1Mbit/s左右;(4)实时性强,支持同步,传输延时足够小;(5)频率最好是免费频段(可以考虑2.4GHz的ISM免费频段)。4mac协议的特征MAC协议是报文在信道上发送和接收的直接控制者,它的优劣直接影响到极为有限的无线资源的使用效率,对车载自组网的性能起着决定性的作用。MAC层除了需要解决隐藏终端,暴露终端和资源分配的公平性等普遍问题外,车载自组网特定的应用环境和业务需求是其要面临的特殊问题:如车载终端移动速度快,网络的拓扑结构高度动态变化,需要支持突发的优先级高,实时性强的交通安全类业务应用,许多实时业务需要以广播形式发送等。因此,基于自组网的车载通信系统MAC协议需要具备以下特征:(1)支持车辆高速移动性;(2)保证通信的实时性和可靠性;(3)具有较好的可扩展性;(4)具有较高的带宽利用率;(5)采用全分布式自组网方式;(6)为每个用户提供公平的通信机会;(7)提供高效、及时的广播机制。4.1关于dd在分布式系统中的应用由于目前所应用的车载自组网物理层一般是基于802.11标准和UTRA-TDD技术的,因此建立在物理层之上的MAC层的帧结构一般也是有两类的。文献的物理层选用了UTRA-TDD通信模块,由于需要将中心式结构的UTRA-TDD应用到分布式系统中,所以要在很多方面做出调整和改进。首先对MAC层的帧结构进行重新设计,每一帧的时长为10ms,每一帧由15个时隙构成,每4帧又构成一个超级帧,如图2所示。文献通过对帧结构的进一步改进,提供不同优先级服务。为了避免在随机信道接入机制下的保留请求冲突,一种电路交换广播连接(CSBC,circuit-switchedbroadcastchanne1)被引入,它主要用来作为信令目的。如果在帧中没有足够的容量来支撑数据的发送,节点就可以利用CSBC来发送额外容量保留请求,如图3所示。文献的物理层选用了802.11b无线通信模块,通过设置不同时间长度的帧间间隔(IFS)来实现不同优先级别的信道接入机制,为优先级高的节点使用短帧间隔。4.2基于自组网的rr-alhsa协议MAC层主要是完成无线资源分布式仲裁和管理的工作,其接入方式首先需要考虑的是一个公平性的问题,可以从两个角度进行考虑:(1)从节点的角度出发,力图保证节点之间占用的信道带宽相等。(2)从业务流的角度考虑,力图保证业务流之间占用的信道带宽相等。但是,不论从哪个角度考虑该问题,最终都归结为如何在MAC协议中确保每个网络节点的公平接入。目前,应用较为广泛的自组网MAC协议是IEEE802.11DCF协议。该协议基于CSMA/CA,节点首先通过竞争进行RTS/CTS信息的交互,在此基础上实现信道的分配,过程如图4所示。802.11DCF协议在本质上是以较小的RTS/CTS分组的交互,分配较大的无线资源,从而提高无线资源的利用率。图中发送方在发送数据之前应先发控制帧RTS;如果接收方收到RTS,在SIFS时间后用控制帧CTS对RTS进行确认;发送方收到确认的CTS,在等待SIFS时间后发数据包;接收方收到数据包,在等待SIFS时间后用ACK确认;发送方收到ACK后,数据包发送完毕。然而,802.11DCF协议是为支持分组突发业务而设计的,它不支持实时业务。另外,802.11DCF协议采用的时间随机退避机制不适用于同步网络。而车载自组网对数据的实时性要求很高,适合采用基于预约方式的同步MAC协议,因此基于竞争方式的802.11DCF不太适合在车载自组网中应用。在车间通信中要求具备较多的是广播特性,因此对MAC层的可靠性要求非常严格。目前,对无连接业务的可靠性保证研究不多,针对车载自组网的可靠广播研究也很少,目前提出的方法有:在广播中增加控制帧、划分路段转发数据包等。为了实现上述的分布式接入策略,根据车载自组网的特点提出了一种新的随机接入方式RR-ALOHA(reliablereservationALOHA),该协议在R-ALOHA基础上改进:(1)解决了隐藏终端和暴露终端的问题;(2)通过每帧周期广播帧信息(FI,frameinformation),使所有的邻节点都知道每一个时隙的信道使用状况,从而使RR-ALOHA协议能够在车载自组网中正确运行。FI是发送节点感知的前一帧的时隙状态信息。RR-ALOHA可以在不同的物理层标准下使用,尤其适合采用时隙结构的物理层。该协议基本思想是假设一帧由N个时隙组成。当有节点加入时,先侦听一帧的时间,然后选择一个空闲时隙发送一个分组,来预约这个时隙。如果邻节点正确接收到了该分组,则在它的FI中标示出来。当新加入的节点从一帧时间内收到的所有FI中知道邻节点都正确接受到分组时,即认为预约成功,从而将每帧的该时隙作为它的基本信道(BC,basechannel),直到节点离开网络,在这期间其他节点不能访问该时隙。其中,BC信道用于传送FI、其他信令信息和承载有效载荷。在每一帧中,节点都必须在自己的BC中发送FI信息,并根据邻节点的FI和自己的信道使用情况及时更新FI信息。当BC信道提供的带宽不能满足业务的要求时,节点可以通过预约附加信道的方式占用其他空闲信道,以满足业务要求。如果是点对点通信,节点还可以预约点对点(P2P,point-to-point)信道进行传送,以实现相邻一跳群中的时隙复用,提高信道的利用率。图5显示了节点交换FI信息的示例。图中1~7表示节点,椭圆区域A、B、C表示一跳(OH)簇,在每个OH簇内的所有节点在簇内享有全连通,在不同簇内的节点如果不属于所有簇共同子集将不能直接通信,属于A、B、C簇共同子集的节点可以和其他簇内所有节点进行通信,所有的OH簇可以认为是一个两跳(TH)簇。从FI-4和FI-5可以知道3个簇中所有节点时隙占用情况;以FI-3为例,如果其OH簇内所有节点(2,3,4,5,6)的k-N时隙都是AVAILABLE,则k时隙为AVAILABLE;如果其OH簇内有至少一个节点(如图中绿色和黄色表示的时隙)的k-N时隙被标识为BUSY,则节点3在k时隙标识为RESERVED。4.2.3预约式mac协议对比对于常见自组网一般采用两种类型的MAC协议:一种是基于CSMA/CA的异步竞争式MAC协议,另一种是基于时隙的同步预约式MAC协议。不过对于车载自组网的特殊性,预约式的同步MAC协议效果可能更好些。表2对CSMA/CA和RR-ALOHA这两种MAC协议进行了简单的比较。这两种MAC协议各有利弊,通过进一步分析,似乎RR-ALOHA更适合于在车载自组网中使用,但是在RR-ALOHA中不能忽视的一点是,节点通信范围内的邻居节点数不能超过1帧中的时隙数。4.2.4载自组网intrapation-revilus除了基于CSMA/CA和时隙类的MAC协议外,还有一些其他类型的MAC协议,如令牌环。在具备GPS系统的车辆间可以使用基于非竞争性的令牌环接入方式(如WTRP协议),以提高信道利用率,避免信道冲突,更能满足车辆间安全预警通信的时延要求。在车载自组网中应用令牌环的主要思想:在广播信道上通过令牌组成逻辑环来控制信道的接入,为表述方便,称本车辆(对应通信网络中的本地节点)为TS(thisstation);前一车辆(对应通信网络中的上一节点)为PS(previousstation);后续车辆(对应通信网络中的后续节点)称为NS(nextstation)。考虑实际车辆队列中,设车辆A,B,C构成队列,队列内采用无线令牌环协议,三辆车组成逻辑令牌环,令牌传递顺序为A-B―C―A。设某一时刻B为令牌拥有者,令B为TS,相应的A为PS,C为NS。网络结构示意如图6所示,图中箭头方向表示令牌传递方向,当车辆持有令牌后才能开始进行数据的发送,而那些没有持有令牌的车辆只能进行数据的接受。当传送完一定的数据后,令牌拥有者把令牌传递给后续车辆,开始下一辆车的数据传送。4.3mac协议在国内,也有一些研究机构和大学对车载自组网MAC协议进行研究,不过更多的是在军事领域进行研究。解放军信息工程大学提出了一种移动自组织网络新型MAC协议BR-TDMA,该协议采用分布式控制,支持分组突发业务和资源预留的实时业务,对网络规模不敏感,较好地解决了隐藏、暴露终端等问题。郑州解放军信息工程大学提出了一种新型的用于自组网车载通信系统的MAC协议CCR-ALOHA。该协议采取竞争与预约相结合的分配方式,并将用于预约的控制时隙和业务时隙相分离,能够提供可靠的单跳广播信道和高效的多跳广播服务,平均分组时延较小,具有较好的可扩展性。5车载自组网路由协议由于车载网络拓扑的频繁变化,节点移动速度很快,路由技术成为了车载自组网中的重大挑战之一。在早期实验平台中使用的是一些简单洪泛路由技术。目前,在车载自组网中使用的路由协议大致可以分为3类:(1)基于拓扑的路由(TBR,topology-basedrouting)协议;(2)基于位置的路由(PBR,position-basedrouting,)协议;(3)基于地图的路由(MBR,map-basedrouting)协议,如图7所示。基于拓扑的路由协议根据是否持续维持一条源到目的节点的路径,采用先应(proactive)式或反应(reactive)式的方法建立路由,主要代表有AODV,DSR和OLSR等。这一类协议的致命缺陷在于路由建立控制开销大,时间延迟无法忍受,例如寻找/维护邻居节点的Hello信息平均时间间隔是1s,而在交安全通领域要求是反应时间是100ms。基于位置的路由协议并不需要路由表或存储路径,每个节点仅需要获知邻居节点和目的节点的位置信息来决定它自己的下一条节点,这一类路由协议能更好的适应网络大小和拓扑结构的变化,因此在车载网络中主要使用更多的是基于位置信息的路由协议,主要代表协议有GSR和GPSR等。基于地图的路由协议目前位置还没有人提出具体的协议来,然而从车载自组网的特点来看,应用于车间通信的路由协议可以利用车辆的特性,例如车载GPS系统和电子地图,这些都可以帮助节点获知自己的位置、邻居阶段和道路拓扑信息,更能利用导航系统中具备的路径规划等功能,未来的车载自组网路由协议的发展方向应该是位置与电子地图相结合的基于地图路由协议,由节点集、道路集和转弯限制集等几个有限集合来描述和预知整个网络的全局拓扑情况,这都对路由的建立提供了有力支持,更快、更准地计算出从原到目的节点的最佳路径。车载自组网中路由策略的基本思想是:应用基于地理位置的路由协议,不需要全局的网络拓扑结构信息,仅仅需要知道1-hop范围节点和目的节点的地理位置信息,同时还必须有关于目标节点地理位置注册与查询的相关服务。目前在车载自组网中采用的路由策略有:地理源路由协议GSR,限制洪泛区域的Geocast,贪婪转发与周边转发相结合的GPSR,以及对GPSR改进的空间感知路由协议SAR等。这些路由协议都能在某一种道路环境中获得不错的效果。文献提出的GSR(geographicsourcerouting,地理源路由协议)应用于城市场景。基本思想是:通过位置服务获取目的节点的位置信息之后,需要额外利用电子地图的信息计算从本节点到目的节点的最佳路由,路由计算的算法选择Dijkstra最短路径算法。信息在节点间的传递仍使用贪婪转发。为了增大路由策略的灵活性,中间节点在数据包到达后可以利用Dijkstra最短路径算法重新计算最佳路由,以获得性能的提高。节点传输范围是500m以上。优点是与传统的自组网路由协议DSR和AODV相比,具有较好的包传送率、低带宽利用率等,缺点是没有考虑在两个连续的交叉点之间是否有足够的车辆来保持连通性。文献提出的Geocast协议是应用于移动自组网中的一种特殊组播协议,基本思想是:将数据传送到某个特定地理区域内的节点集,在该区域内的所有节点通过洪泛的方式获得信息。Geocast的重点在于定义受限洪泛区(forwardingzone),限制洪泛开销。其中的代表算法有LBM算法、VoronoiDiagrams算法、GeoGRID算法以及OFGP算法等。这些算法虽然数据传输率高,但洪泛会导致广播风暴,引起严重的冗余、争用和冲突等问题。新的方法通过建立路由将数据传送到GEOCAST区,以达到提高传输率,降低传输开销的目的,主要算法有GeoTORA算法、Mesh算法和GAMER算法等。Geocast路由协议采用在目的地区域存储和重发信息的策略,在节点稀疏并且涉及到多跳方式的大型网络环境中,仍然可以获得比较高的数据包转发率和较低的信息开销。文献提出的GPSR(greedyperimeterstatelessRouting)是比较有名的利用地理位置来优化路由协议,基本思想是:节点在发送数据前不寻找路由,不保存路由表。移动节点直接根据位置信息(包括自己的、邻节点的以及目的节点的位置信息)制定数据转发决策。数据分组中通常携带目的节点的地理位置信息。网络中相邻节点间通过周期性广播分组获得其他节点的位置信息。源节点或中间节点根据这些位置信息,将数据分组传送给一个或多个相对自己而言距离目的节点更近的邻节点,如图8所示。GPSR在高速公路上性能不错,但是在城市环境中存在着缺陷。文献提出的空间感知路由协议SAR(spatialawarerouting)是针对路由空洞障碍的进一步改进,也可以说是在GPSR路由协议的基础上的进一步改进,基本思想是:建立一个网路节点组成的空间模型图,模型图中的点表示车辆网络中的一些重要连接点(车辆、路边设施等),边表示连接点之间的连接。图中的点是根据GIS中有用信息中提取出来,最后通过编写一个地理数据文件(geographicdatafiles)语法分析器,从空间模型图中提取道路的相关信息。把源节点和目的节点的位置映射到空间模型中,然后利用图论中的最短路经算法来计算源到目的节点的路径。但是空间感知路由协议SAR存在一个缺点,空间模型建立是否准确,决定了路径上是否有合适的转发节点。因此文献提出了恢复策略的解决办法。通过表3,对车载自组网中使用的路由技术进行一个横向比较:在国内,也有一些大学和研究机构进行了车间通信路由的研究。南京邮电学院分析了4种目前用于车辆间通信与位置有关的路由协议,并指出目前的车在自组网路由协议的转发决定大都是由转发节点决策,一种新的基于邻居节点竞争的转发策略被提出,如何将它运用于车辆间通信也是一个需要研究的方向。北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室针对大城市环境下面向车辆通信的移动自组网通信技术进行了分析与研究总结出车辆运动的规律性,结合该规律,在DSR路由协议的基础上进行路由算法改进,采用分层次的结构,由特殊群体的车辆,如出租车、公车等作为簇头节点负责某一区域的车辆通信,提出了改进的自组网路由协议以及适用该协议的网络