城市交通下跨層VANET路由協(xié)議研究.pdf

1、近年來(lái)，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(shì)，車與車(Vehicles to Vehicles, V2V)之間數(shù)據(jù)通信對(duì)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(gè)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(xué)科。由于VANET網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓l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(gè)節(jié)點(diǎn)，其移動(dòng)過(guò)程與道路布局及路邊障礙物阻擋比移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)更復(fù)雜。因此，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)出相對(duì)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(dǎo)致

3、的分組投遞率低、平均端到端時(shí)延較高等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)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(guò)提取來(lái)自于MAC層相關(guān)信息與多種因素考慮加權(quán)來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性與高效性，共同作用實(shí)現(xiàn)算法層面的提升與優(yōu)化。該協(xié)議具有如下特點(diǎn)：（1）綜合考慮了車輛

4、節(jié)點(diǎn)信息，相關(guān)道路信息，無(wú)線鏈路質(zhì)量中信號(hào)對(duì)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(diǎn)算法(Algorithm for vehicles selection at intersections, AVSI)和非路口車輛節(jié)點(diǎn)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(diǎn)算法考慮車輛位置，速度，路口密度，無(wú)線鏈路質(zhì)量，MAC層信息等信息，通過(guò)權(quán)重值計(jì)算所得最優(yōu)結(jié)果判定車輛節(jié)點(diǎn)在路口處下一跳節(jié)點(diǎn)的選取；在非路口車輛節(jié)點(diǎn)算法中，車輛行駛情況相對(duì)單一，具有一定預(yù)測(cè)性，通過(guò)位置，方向等因素選擇下一跳節(jié)點(diǎn)。（3）由于在VANET中車輛移動(dòng)模型是動(dòng)態(tài)的，在該協(xié)議中引入存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)與位置修正機(jī)制進(jìn)一步保證每一跳信息傳遞的可靠性。通過(guò)在該路由協(xié)議中引入動(dòng)態(tài)HELLO_ST

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