車載自組織網(wǎng)絡單播機會路由協(xié)議的研究.pdf

1、隨著車載自組織網(wǎng)的日益發(fā)展，出于其廣闊的應用前景，大量針對其實際需求的應用被用于車輛之間的相互通信。而路由協(xié)議為應用的網(wǎng)絡互連提供了可能，為數(shù)據(jù)交換奠定了技術(shù)基礎。城市環(huán)境下單播路由協(xié)議作為各類應用最基本和最廣泛的需求，因此成為了本文研究的重點。
　　由于車輛的高速移動性，車輛分布不均勻性以及所有車輛維護全網(wǎng)拓撲信息的不現(xiàn)實性都導致了傳統(tǒng)移動自組織網(wǎng)路由協(xié)議無法滿足路由的基本需求。而面對車載自組織網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲的動態(tài)性，使得利用無線信

2、道天然廣播特性的機會路由策略更加引起了研究者廣泛的關(guān)注。同時城市環(huán)境下端到端的路由路徑被天然的分割為由多個街道所組成的路徑序列，因此以街道為基本路由單位是優(yōu)化車載自組織網(wǎng)路由協(xié)議性能的核心要素也是區(qū)別于其他網(wǎng)絡的關(guān)鍵所在。而以街道為基本路由單位在進行路由協(xié)議設計時，需要面對數(shù)據(jù)包如何在街道內(nèi)進行高效的轉(zhuǎn)發(fā)，以及數(shù)據(jù)包如何在街道口選擇合適的下一個街道進行穿越這兩大挑戰(zhàn)。
　　本文根據(jù)不同的車載自組織網(wǎng)優(yōu)化目標，分別設計了兩個城市環(huán)境

3、下基于機會轉(zhuǎn)發(fā)的單播路由協(xié)議:
　　(1)考慮到車輛高速移動性和城市環(huán)境下通信環(huán)境的復雜性，針對街道內(nèi)車輛處于穩(wěn)定狀態(tài)和非穩(wěn)定狀態(tài)，本文提出了鏈路質(zhì)量的預測模型?？紤]到鏈路所處不同街道位置將會對路由性能起著重要的影響，本文提出了新穎的鏈路相關(guān)性(link correlation)概念，基于該概念本文定量分析了數(shù)據(jù)包在機會轉(zhuǎn)發(fā)策略下從一個街道口到達了一個街道口所需要的傳輸代價(ETCoP)，其將作為街道內(nèi)數(shù)據(jù)包高效轉(zhuǎn)發(fā)的指引度量。同

4、時該路由度量能夠為車輛在街道口提供合適的選路依據(jù)，保障了端到端的路由性能。最后本文設計并提出了基于傳輸代價的車載自組織網(wǎng)絡機會路由協(xié)議SRPE，該協(xié)議能夠提供更高的數(shù)據(jù)包投遞率，更小的端到端時延和更高的網(wǎng)絡收益。
　　(2)車載自組織網(wǎng)絡其自身拓撲特性使得流量從一個街道的一端流向另一端，而街道本身寬度遠小于街道長度，這就在街道內(nèi)形成了一個偽鏈式拓撲的結(jié)構(gòu)。城市環(huán)境下，無論是車輛分布還是流量分布都會呈現(xiàn)一定的(hot spot)效應

5、，導致數(shù)據(jù)包在某些特定的街道或者車輛節(jié)點遭遇擁塞，導致路由性能的下降。本文對街道內(nèi)車輛所組成的偽鏈式拓撲以及當前數(shù)據(jù)流狀態(tài)對街道所能承載的最大帶寬以及當前剩余帶寬進行估計，從而對數(shù)據(jù)包在街道口進行合理引導。同時考慮到接收車輛地理前進距離、平均緩沖區(qū)隊列長度和平均競爭窗口大小對數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的影響，本文為機會路由轉(zhuǎn)發(fā)進行了跨層設計，從而數(shù)據(jù)包能夠在街道內(nèi)高效、快速的進行轉(zhuǎn)發(fā)。最后本文設計并提出了基于街道剩余帶寬的車載自組織網(wǎng)絡機會路由協(xié)議，該