车载自组织网络基于交通场景下路由协议算法的研究

【摘要】车载自组织网络VANET(VehicularAdHocNetworks)作为智能交通系统很重要移动通信平台,在提升交通效率,车辆辅助驾驶,事故预警以及车载娱乐等方面扮演重要角色。车载自组织网络是一种应用在车辆间通信的特殊的移动自组织网络,有着MANET的共性但也存在很多限制因素,如节点速率更快,网络拓扑结构改变更加频繁,网络状况容易受交通状况,空间制约等,严重影响数据分组正常的传输效率,导致原有的Internet协议无法直接在VANET中发挥应有的作用。因此,如何实现适应于车载网络的快速动态高效的路由协议成为研究的重点。本文首先阐述了AdHoc技术,VANET的体系结构、特点及应用。并对提出一些具有代表性的路由协议性能机理和性能进行了分类和比较。为了模拟路由协议性能在较为真实的城市交通场景中的影响情况,对现有的节点运动模型进行分析,由于考虑到城市交通场景下车辆运动不可避免的受车流速度,道路结构,十字路口,交通灯等因素影响。通过为节点引入优化的智能驾驶模型IDM特性,并结合提取市区卫星地图下的道路拓扑结构,来反应现实中城市交通场景下车辆节点运行情况,并在实验的基础上对比评估了不同车流移动速度,不同节点移动模型下的交通场景对网络协议性能的影响。分析认为引入优化的智能驾驶模型特性,来反应城市交通环境下车辆节点的运动更具真实性。针对GPSR在网络拓扑变化频繁VANET中具有更好自适性,本文对GPSR工作机制及缺陷进行分析基础上,提出改进策略。由于GPSR是基于节点的位置进行数据转发,而实际中节点的位置信息快速改变会给数据的成功转发带来严重影响。本文首先对贪婪算法的下一跳邻居节点选择引入判断机制,主要通过引用节点的移动速度,方向,距离参数对下一跳节点的选择进行判别,从而提高通信链路的可靠性性。由于在GPSR协议中通过位置服务获取的目的节点位置信息与实际中目的节点位置存在差别,有可能导致数据分组无法准确送达目的地,为此本文增加了目的节点的期望域。根据估计的区域将目的节点锁定在该范围内,当节点检测到自身邻居列表中含有目的节点编号时,并不立即转发数据至目的节点,而是要做一个判别,该节点是否满足其一跳范围完全覆盖目的节点的期望域时才可选择以此节点作为转发至目的节点,从而保证目的节点能够收到源节点数据信息,提高数据通信的准确性。仿真结果表明改进的GPSR协议算法在数据包投递率性能方面优于原GPSR算法。
【作者】杨青；
【导师】朱昶胜；
【作者基本信息】兰州理工大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】车载自组织网络；路由协议；GPSR算法；交通场景；NS2；

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