車載網(wǎng)絡中基于拓撲、地理以及網(wǎng)絡編碼感知的自組網(wǎng)路由協(xié)議研究.pdf

1、車載自組網(wǎng)絡(VANET)是多跳移動自組網(wǎng)(MANETs)的一個特殊子集。配備無線接口的車輛,能夠互相通信,也能與高速公路和城市道路沿線的固定設備通信。為了支持發(fā)現(xiàn)和維護路徑,以實現(xiàn)在VANETs內(nèi)高效的數(shù)據(jù)傳輸,同時為了在高可靠性、高吞吐量和盡可能低的延遲上進行信息傳遞,有效路由是本研究主要的問題之一。車輛移動性(包括高速,可預見,受限移動模式)和相關的PHY/MAC層實現(xiàn)具有獨特的特征,顯著地影響著實際VANETs路由協(xié)議的性能,仿

2、真結果就可能會有所不同。因此,不同于先前這方面的工作,本研究的第一部分(包括開發(fā)新的高速公路、停車標志以及交通標志的流動性模型)考慮在修改的802.11a以及實際的車輛移動模式下的基于拓撲和基于地理的路由協(xié)議。仿真結果表明在VANETs中基于地理的路由協(xié)議適用于被動協(xié)議,在指定小/大移動性參數(shù)下的綜合評估,可用來輔助解決與將來結合IEEE802.11p設備的路由協(xié)議的配置問題。
　　以改善吞吐量為首要目標,本研究的第二部分研究了兩

3、個新興的方法,即網(wǎng)絡編碼(NC)和機會路由,在VANETs中的影響。NC策略通過從信源發(fā)送編碼數(shù)據(jù)包到相應的信宿來細化網(wǎng)絡中精確的數(shù)據(jù)流,并將中間節(jié)點的工作從簡單的存儲轉(zhuǎn)發(fā)擴展到存儲處理轉(zhuǎn)發(fā)。另一方面,利用無線媒介的廣播特性,OR主要由兩部分組成,即轉(zhuǎn)發(fā)組選擇和轉(zhuǎn)發(fā)組節(jié)點之間的優(yōu)先次序,抑制了自組網(wǎng)絡中重復數(shù)據(jù)的傳輸,并顯著提高無線自組網(wǎng)絡的傳輸可靠性和網(wǎng)絡吞吐量等性能。根據(jù)OR機會包轉(zhuǎn)發(fā)范式,NC感知路由范式考慮在中間節(jié)點上的編碼機會

4、以支持在無線自組網(wǎng)絡中高效的數(shù)據(jù)包傳遞。在數(shù)據(jù)傳輸上,編碼感知的路由協(xié)議或者處理路由選擇問題,或者關注無線網(wǎng)絡上的報文轉(zhuǎn)發(fā)問題。因此,無線網(wǎng)絡中網(wǎng)絡編碼感知路由的基本問題與確定最高編碼機會的路由和找到每個節(jié)點精確的編碼能力有關。探索在無線自組網(wǎng)絡中NC感知路由的同時,這個初步的綜合研究還提供了NC感知路由協(xié)議的分類。按照不同的標準,NC感知路由分為不同的類別,即主動的、被動的、集中式、分布式、源路由和逐跳路由。
　　此外,找出一類

5、適合高動態(tài)VANETs的NC感知路由協(xié)議也是本研究的一部分。從現(xiàn)有文獻的來看,逐跳路由和主動NC感知路由技術比集中式源路由更適合VANETs。此外,在一個特定的高速公路的移動場景下,本研究仿真得到編碼增益和編碼傳輸?shù)陌俜直?以此進一步說明了在VANETs中可使用逐跳NC感知路由。最后,確定了NC感知路由中的挑戰(zhàn)和具體的設計問題后,本研究提出自適應基于拓撲的面向流的逐跳NC感知路由。在該方法中,編碼節(jié)點需要將多個單播數(shù)據(jù)流進行編碼,同時實

6、時地估計網(wǎng)絡的拓撲結構。仿真結果表明該方法比非編碼感知路由更有優(yōu)勢。希望這項工作為在VANETs場景下與NC感知路由相關的研究開辟新的研究方向。
　　此外,在一個特定的高速公路的移動場景下,本研究仿真得到編碼增益和編碼傳輸?shù)陌俜直?以此進一步說明了在VANETs中可使用逐跳NC感知路由。最后,確定了NC感知路由中的挑戰(zhàn)和具體的設計問題后,本研究提出自適應基于拓撲的面向流的逐跳NC感知路由。在該方法中,編碼節(jié)點需要將多個單播數(shù)據(jù)流進