面向城市場景的車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由研究.pdf

1、車輛自組織網(wǎng)絡(luò)（VehicularAdHocNetworks，VANET）是無線通信的重要應(yīng)用和智能交通系統(tǒng)的支撐網(wǎng)絡(luò)。路由協(xié)議是車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)分發(fā)所遵守的規(guī)則和約定，是確保數(shù)據(jù)高效分發(fā)的基礎(chǔ)，也是近年來學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點之一，并取得了許多重要成果。
　　路由空洞，也稱局部最優(yōu)，指節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)過程中發(fā)現(xiàn)自身即是距離目的節(jié)點最近的節(jié)點。VANET中車輛節(jié)點高速運動、分布不均勻，網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)變化，進而使通信鏈路持續(xù)時間短

2、、質(zhì)量不穩(wěn)定，因此路由空洞是VANET中普遍存在的問題。遇到路由空洞后通常采取的方法有邊界轉(zhuǎn)發(fā)、泛洪廣播、“攜帶”轉(zhuǎn)發(fā)、多路徑等。此外，由于城市環(huán)境中高大建筑等障礙物的阻隔，VANET中數(shù)據(jù)分組必須沿道路轉(zhuǎn)發(fā)，僅可在道路交叉口處進行轉(zhuǎn)向，為此，人們提出了基于交叉口（錨點）的路由協(xié)議，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)分為交叉口模式和路段模式，此類協(xié)議中，在道路交叉口處選擇合適的下一交叉口是一個重要問題。
　　本文依托于國家自然基金面上項目“面向?qū)嶋H場景

3、和用戶體驗的車輛自組織網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究”，主要針對車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中普遍存在的路由空洞問題，設(shè)計了2種基于交叉口（錨點）的路由協(xié)議。一是基于交通統(tǒng)計數(shù)據(jù)的路由協(xié)議STSR，該協(xié)議在考慮距離因素的基礎(chǔ)上，結(jié)合交通統(tǒng)計數(shù)據(jù)和最高限速為每個相鄰交叉口賦予一個權(quán)值，而后選擇權(quán)值較大的交叉口作為下一交叉口；針對城市環(huán)境通信環(huán)境復(fù)雜的特點，對貪婪轉(zhuǎn)發(fā)進行了改進，小幅收縮了節(jié)點通信半徑并結(jié)合鄰節(jié)點位置預(yù)測，提高節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)分組的成功率；對“攜帶轉(zhuǎn)發(fā)”進行了

4、改進，當(dāng)分組在路段上遇到路由空洞時，在進入攜帶轉(zhuǎn)發(fā)模式的同時啟動一個計時器，當(dāng)計時器到時時，如果仍未找到合適的下一跳，則將數(shù)據(jù)發(fā)送回上一個交叉口，而后重新選擇下一交叉口。二是基于實時路段連通性感知的路由協(xié)議RTRCAR。經(jīng)考察西安市部分城區(qū)路段，總結(jié)了城市環(huán)境路網(wǎng)密布，交叉口之間路段較短，數(shù)據(jù)分組經(jīng)一跳或數(shù)跳即可跨越一個路段的特點。利用這一特點，設(shè)計了一種實時感知路段連通性的方法，即通過由處于交叉口區(qū)域的車輛向相鄰交叉口發(fā)送連通性探測分