城市场景中车载自组网的路由优化方案研究

发布时间：2020-06-09 21:27

【摘要】：近年来,无人车、自动驾驶等名词被越来越多人所熟知,构建成熟、完善的智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)逐渐成为学术界和企业界热门的研究方向。车载自组网(Vehicular Ad Hoc Networks,VANETs)作为智能交通系统中重要的无线网络通信载体,具有广阔的发展前景。相比于其他形式的网络,车载网络对通信信息的实时性和准确性要求更高,需要有针对性的设计出适用于城市场景的路由协议。本文重点分析基于地理位置的路由协议和基于地图的路由协议在城市场景中的不足之处,结合城市场景中车辆流动和道路分布的特点进行讨论,设计并实现了适用于城市场景的全局角色点-局部路由表路由协议(GRLTR)。针对基于地图的路由协议缺乏对车辆节点在不同区域的道路上密度不同问题的考虑,GRLTR协议根据全局道路状态规划路由路线,并通过设置角色点对路由路线进行化简,从而避免了由数据包沿着车辆节点稀少的道路传输造成的路由空洞问题。针对基于位置的路由协议在传输过程中需要计算大量节点间距离的问题,GRLTR协议在合理控制存储开销的基础上,首次提出了存储局部路由表的思想,使去往相同目的节点的多个数据包可以不经过计算直接发送给有效的下一跳节点,显著减小了数据包传输的端到端延时。此外,考虑到数据包传输过程中对局部路由表中路由记录的实时性要求,GRLTR协议同时设置了路由表修补机制,并在最后一跳对目的节点的位置信息进行时效性判断。相比于经典路由协议在车载网络中的表现,GRLTR协议有效降低了丢包率和端到端延时,并提高了路由链路的稳定性和使用率。本文利用OSM开源地图、交通仿真软件SUMO和网络模拟软件NS2组成完整的仿真环境对GRLTR协议的性能进行验证实验,并与基于地理位置的GPSR协议和基于地图的GSR协议进行对比。实验结果表明,在数据业务量大,车辆分布不均的城市场景中,相比于GPSR协议和GSR协议,GRLTR协议有更低的丢包率和端到端延时,可以实现高度实时的车载网络通信。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U495;U463.67

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本文编号：2705283