城市交通下跨層VANET路由協(xié)議研究.pdf

1、近年來，車聯(lián)網(wǎng)(Internet of Vehicles)技術(shù)在智慧交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System, ITS)領(lǐng)域呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢，車與車(Vehicles to Vehicles, V2V)之間數(shù)據(jù)通信對于獲取交通工具間相互狀態(tài)，充電信息，事故信息等具有重要的意義。車載自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad hoc Network, VANET)路由協(xié)議是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個重要研究部分，它是一種集通

2、信工程、交通工程與網(wǎng)絡(luò)工程于一體的交叉學科。由于VANET網(wǎng)絡(luò)拓撲變化頻繁，應(yīng)用范圍主要在城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道，在網(wǎng)絡(luò)中每一輛車作為一個節(jié)點，其移動過程與道路布局及路邊障礙物阻擋比移動自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)更復(fù)雜。因此，有針對性地設(shè)計并實現(xiàn)出相對可靠、高效率的路由協(xié)議是研究VANET的研究重心。
　　本文研究了幾種經(jīng)典的VANET路由協(xié)議AODV，DSDV，DSR，GPSR，這幾種路由協(xié)議中存在的單一分層結(jié)構(gòu)局限性及考慮因素較少所導致

3、的分組投遞率低、平均端到端時延較高等問題。針對這些問題，本文提出一種基于位置信息的多因素影響下車載自組織網(wǎng)絡(luò)跨層路由協(xié)議(A Multi-factor Cross-Layer Position-based Routing protocol for VANET, MCLPR)，該多跳傳輸協(xié)議通過提取來自于MAC層相關(guān)信息與多種因素考慮加權(quán)來提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性與高效性，共同作用實現(xiàn)算法層面的提升與優(yōu)化。該協(xié)議具有如下特點：（1）綜合考慮了車輛

4、節(jié)點信息，相關(guān)道路信息，無線鏈路質(zhì)量中信號對噪聲加干擾比(SNIR)，MAC層誤幀率(FER)信息等方面的影響。（2）提出了路口車輛選擇策略與非路口車輛選擇策略，提出路口車輛節(jié)點算法(Algorithm for vehicles selection at intersections, AVSI)和非路口車輛節(jié)點算法(Algorithm for vehicles selection of non-intersections, AVSNI)

5、。其中，道路路口交通情況比較復(fù)雜，則路口車輛節(jié)點算法考慮車輛位置，速度，路口密度，無線鏈路質(zhì)量，MAC層信息等信息，通過權(quán)重值計算所得最優(yōu)結(jié)果判定車輛節(jié)點在路口處下一跳節(jié)點的選?。辉诜锹房谲囕v節(jié)點算法中，車輛行駛情況相對單一，具有一定預(yù)測性，通過位置，方向等因素選擇下一跳節(jié)點。（3）由于在VANET中車輛移動模型是動態(tài)的，在該協(xié)議中引入存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)與位置修正機制進一步保證每一跳信息傳遞的可靠性。通過在該路由協(xié)議中引入動態(tài)HELLO_ST

6、RE信A息M流來弱化數(shù)據(jù)傳輸時對該協(xié)議性能產(chǎn)生的負面影響。
　　仿真過程中，通過一系列操作獲取某特定區(qū)域地圖模型并進行抽象轉(zhuǎn)化，采用Bonnmotion產(chǎn)生經(jīng)典車輛移動軌跡Manhattan Grid模型，與NS3網(wǎng)絡(luò)模擬器相結(jié)合，對MCLPR與AODV，DSDV，DSR，GPSR進行性能對比仿真。分別改變網(wǎng)絡(luò)中車輛節(jié)點數(shù)，車輛速度，車輛傳播半徑，對上述幾種路由協(xié)議在分組投遞率(Packet Deliver Radio, PDR)