车用网络的簇式路由机制研究

发布时间：2017-09-23 16:38

  本文关键词：车用网络的簇式路由机制研究

  更多相关文章： 车用网络 分簇 交通流 备份路由 NS3

【摘要】：随着通信、计算机、传感器等科学技术的迅猛发展,车用网络(VANET)正在不断改变着人类认识世界的方式,广泛应用于车辆预警、智能交通等诸多领域。车用网络利用车辆上的电子设备获取路况相关信息,构建车与车、车与路旁系统之间共享路况实时信息的智能信息服务系统,从而帮助解决交通堵塞、交通安全等问题。由于VANET具有节点高速移动、信道质量不稳等特点,车用网络的路由机制一直是备受研究的热点之一。本文首先介绍了车用网络的研究现状和背景,包括特征、应用、技术难点等。然后总结了车用网络常见的路由算法分类以及车用网络中典型的分簇路由协议。本文在LBC(Lane Based Cluster)分簇算法的基础上,进一步对交通流进行量化,提出了基于交通流的VANET多权值分簇(TFC,Traffic Flow Cluster)算法,在簇头选举时综合考虑了交通流、速度、位置这几个关键因素,让车辆簇在经过交叉路口的时候大部分车辆不更改簇头,从而让簇更加稳定,适用于具有较多交叉路口的城市道路。在簇的维护阶段,车辆加入簇的时候,考虑了速度差这个因素,如果速度差过大,会影响簇的稳定;同时,考虑到簇维护报文的丢包现象,加入了临时节点的状态,从而减小了簇的维护开销。在基于簇的路由机制上,借鉴了AODV路由协议,加入了备份路由机制,提出了TFC-IAODV路由机制,当主路由失效时,启动备份路由,从而降低了端到端的延时、增加了包的投递率。本文最后通过SUMO搭建城市的道路仿真场景,使用NS3网络仿真平台对TFC分簇算法和TFC-IAODV路由机制进行了仿真,和现有的协议对比,验证了TFC分簇算法具有更高的稳定性以及TFC-IAODV路由协议具有更低的端到端延时、更高的包投递率。
【关键词】：车用网络 分簇 交通流 备份路由 NS3
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;U495
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-15
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 本文主要工作和章节结构13-15
• 1.2.1 主要工作13
• 1.2.2 章节安排13-15
• 第二章 车用网络及其分簇路由机制的研究15-33
• 2.1 车用网络概述15-19
• 2.1.1 车用网络的发展及现状15-16
• 2.1.2 车用网络的特征16
• 2.1.3 车用网络的应用场景16-17
• 2.1.4 车用网络的架构及通信协议栈17-19
• 2.2 车用网络的路由技术19-25
• 2.2.1 基于拓扑的路由协议20-21
• 2.2.2 基于地理位置的路由协议21-23
• 2.2.3 基于分簇的路由协议23-25
• 2.3 车用网络的分簇路由协议25-27
• 2.3.1 LBC分簇算法25-26
• 2.3.2 DDP分簇算法26
• 2.3.3 CGSR分簇算法26-27
• 2.4 仿真平台27-32
• 2.4.1 SUMO28-30
• 2.4.2 NS330-31
• 2.4.3 SUMO和NS3联合仿真31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 基于交通流的VANET多权值分簇算法33-52
• 3.1 场景和假设33-35
• 3.1.1 场景33-34
• 3.1.2 假设34-35
• 3.2 算法中加权参数的计算35-39
• 3.2.1 交通流35-36
• 3.2.2 移动性度量36-37
• 3.2.3 位置度量37-38
• 3.2.4 参数的加权处理38-39
• 3.3 簇形成的算法描述39-44
• 3.3.1 算法流程39-41
• 3.3.2 Hello报文和邻居节点表41-42
• 3.3.4 簇头广播报文和申请加簇报文42-44
• 3.4 簇的维护44-47
• 3.4.1 簇成员的加入和离开44-46
• 3.4.2 簇头更换与切换46
• 3.4.3 簇的合并46-47
• 3.5 TFC算法的稳定性仿真47-51
• 3.5.1 仿真场景47-48
• 3.5.2 性能分析48-51
• 3.6 本章小结51-52
• 第四章 基于簇的路由机制52-64
• 4.1 TFC-AODV路由机制52-57
• 4.1.1 簇头和簇头之间通信52-53
• 4.1.2 路由发现53-56
• 4.1.3 路由维护56-57
• 4.2 TFC-IAODV路由机制57-60
• 4.2.1 改进场景57-58
• 4.2.2 改进机制58-60
• 4.3 TFC-IAODV的路由性能仿真60-63
• 4.3.1 端到端的平均延时60-62
• 4.3.2 分组投递率62-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 总结与展望64-65
• 5.1 总结64
• 5.2 展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68
• 攻读硕士学位期间取得的成果68-69

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本文编号：906344