车辆自组织网络的地理路由和机会路由协议研究

摘要

车辆自组织网络（Vehicular Ad Hoc Networks，VANETs）将先进的信息采集和无线通信技术应用到交通领域，是智能交通系统的重要组成部分，对当今严峻的交通问题能起到很大的缓解作用。由于其巨大的社会效益及经济价值，自诞生之日起就受到了学术界及领先汽车制造厂商的普遍关注，近年来不断取得重要的研究成果。
　　由于网络节点是高速运动的车辆，因此车辆自组织网络具有拓扑高速动态变化、链路质量不稳定、网络规模大等特点。这些特点给路由协议的设计带来了很大的困难。当前针对车辆自组织网络提出的协议主要是基于节点位置的地理路由协议，这种协议能适用于网络高动态的特性，但仍然面临节点高速运动带来的位置信息不准确以及网络中链路质量不稳定的问题。机会路由协议是利用无线多跳通信网络的广播特性提出的一种新的协议，不同于传统路由协议在发送分组之前预先确定下一跳的方法，机会路由于分组发送之后在成功接收到分组的节点间动态选择最佳中继节点，这种方法采用额外的备用链路提高了传输的可靠性。
　　本文针对车辆自组织网络的特点，提出了两种路由协议——基于地理位置的VDLA和采用机会路由的LSGO。VDLA采用基于交叉路口的地理位置路由，下一个过渡交叉口在分组到达前一个交叉口之前进行选择，以减少交叉口处不必要的跳数。路由的选择综合考虑车辆密度、网络负载以及交叉口到目的地的距离。为了克服节点高速运动造成邻节点列表信息不准确的问题，VDLA采用一种改进的HELLO机制以提高协议的性能。LSGO结合地理位置和链路质量，采用改进的ETX准则衡量链路质量，根据链路质量选择候选中继节点集，并根据链路质量和地理位置设计基于定时器的协调机制，LSGO能够在提高数据传输可靠性的同时减少传输跳数，提高网络吞吐量，减少端到端传输时延。