基于链路稳定性的车载自组织网络路由协议研究

摘要

车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network，VANET)是由车辆和路边设施作为节点构建的临时性自组织网络，具备保障交通安全、提高出行效率等功能。面对车载网持续可靠传输的挑战，考虑到网络节点高速移动，网络拓扑频繁变化的高动态特性，本文提出一种基于接收者竞争和综合路由判据的车载网路由协议，并在OPNET网络仿真平台上实现。
　　本研究主要内容包括：⑴设计新的路由判据方法。该方法考虑到实际车载网中车辆节点可以采集到邻节点拓扑信息和依赖于GPS的车辆位置、速度等有效信息，量化了链路剩余生命时间和投影距离，通过数据融合得到优化的路由判据。⑵在路由建立过程中，选择转发节点的主导权从发送者转移到接收者，各个接收节点根据综合路由判据相互竞争取得数据包的转发权，有效地限制了网络控制信息的产生和传播。⑶针对路由维护阶段提出基于上下游节点竞争的本地修复方法。由断裂处上下游节点根据稳定性状态竞争本地修复的权利，选择更加稳定的节点构建修复链路，减少二次断裂的可能性，仿真表明此方法在不增加路由负担的前提下可提高数据包的投递率，降低数据包传输延时。⑷研究了车载自组网络仿真不可缺少的组成部分----车辆运动模型。设计了城市道路运动模型和城市智能交通车辆运动模型。运动模型中包含了车道，驾驶者，车辆的多种车载环境特征，更贴近车辆在城市道路上实际运动状态。⑸仿真用包投递率，端到端延时和路由开销三个性能指标进行性能对比，结果表明本协议在提高车载环境下的网络性能方面表现更佳。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文结构及内容安排

第二章 车载自组织网络及其路由协议

2.1 车载自组织网络结构及特征

2.2 车载自组织网络路由协议

2.3 本章小结

第三章 基于接收者竞争和综合路由判据的车载网路由协议

3.1 基于接收者竞争的路由寻路方式

3.2 基于综合路由判据的路由路径建立方式

3.3 路由算法实现

3.4 仿真平台和仿真分析

3.5 本章小结

第四章 基于上下游节点竞争的本地修复方法

4.1 AODV协议的本地修复方法

4.2 本地修复方法的改进

4.3 基于上下游节点竞争的本地修复方法

4.4 基于上下游节点竞争的本地修复方法实现

4.5 仿真分析

4.6 本章小结

第五章 车辆运动模型设计和实现

5.1 运动模型简介

5.2 随机路点模型(random waypoint model)

5.3 城市道路运动模型

5.4 城市智能交通车辆运动模型

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢