基于IDM模型的车载自组织网络路由协议研究

发布时间：2017-10-05 16:09

  本文关键词：基于IDM模型的车载自组织网络路由协议研究

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【摘要】：在车载自组织网络广播路由研究中,因节点通信范围有限,往往采用多跳广播方式进行消息传输。而由于该网络存在拓扑结构高动态变化的特征,传输可靠性随着跳数增加而急剧降低,最终导致消息传输的可靠性和及时性很难满足要求。因此,实现消息传输的同时保证信息的可靠、快速分发一直是车载自组织网络研究的重点和难点。另外,大规模建立实际场景来验证协议性能需要很高的代价,仿真成为协议研究不可或缺的手段。并且,只有在基于高拟实性移动模型所生成的仿真场景中进行网络仿真,才能让路由协议仿真结果具有意义和价值。针对当前车载自组织网络研究中广泛使用的智能驾驶模型在算法设计和模型建立方法上所存在的忽略驾驶者行为特征和车流异质性等问题,本文首先对其算法进行改进,实现对车辆在不同交通状况下跟驰模式的描述。随后,通过引入估计偏差、反应时间和车型因素来更好地模拟车辆移动行为,并将改进模型整合至交通仿真器VanetMobiSim中,仿真结果显示该模型能更好表现出节点的刺激反应过程和跟驰行为。最后,结合网络仿真软件,利用该模型所产生的事故场景,通过对比仿真证明了事故因素对协议的性能表现存在影响。同时,为了更加适应车载自组织网络特点,本文在基于距离的自适应广播协议基础上,提出了基于距离和速度的自适应广播协议,具体方法包括:针对路段和路口模型设计了不同的中继转发策略。路段模型下,通过对节点移动性以及道路宽度的考虑,提出了自适应转发区域优先级划分机制,该机制降低了数据在网络稀疏区域的传输时延和在网络密集区域的碰撞概率。路口模型中,为了降低障碍物对消息传输的影响,提出了改进的基于路口中心距离的转发算法,该算法通过引入幂指衰减函数,有效降低了节点的平均转发等待时间。另外,针对基于距离的自适应协议在路口模型下存在的误判问题,提出了路由恢复策略。最后,通过引入基于数据包的转发确认机制,在不额外增加控制开销的前提下,提高了传输的可靠性。仿真结果显示ABP-DS协议在消息的平均覆盖率、转发节点比例、平均广播时延及平均广播开销方面均有较好表现,证明了该协议的有效性。
【关键词】：车载自组织网络 多跳广播 移动模型 自适应转发
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;U495
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 注释表11-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 研究背景及意义13-15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.3 论文研究内容19-20
• 1.4 论文组织结构20-22
• 第2章 VANET相关理论及关键技术研究22-36
• 2.1 车载自组织网络概述22-24
• 2.1.1 车载自组织网络概念22-23
• 2.1.2 车载自组织网络特点23-24
• 2.2 车载自组织网络移动模型研究24-27
• 2.2.1 车载自组织网络移动模型简介24-25
• 2.2.2 车载自组织网络移动模型分类25-27
• 2.3 车载自组织网络路由的研究27-34
• 2.3.1 车载自组织网络路由协议分类27-29
• 2.3.2 车载自组织网络多跳广播路由协议29-33
• 2.3.3 车载自组织网络多跳广播面临的挑战33-34
• 2.4 本章小结34-36
• 第3章 支持事故发生的EDM模型36-50
• 3.1 IDM模型的引入36-37
• 3.2 IDM模型的缺陷分析与改进37-40
• 3.2.1 驾驶行为的理想化表述38-40
• 3.2.2 自由流与限制流之间逆向不可达40
• 3.3 事故场景的设计40-41
• 3.4 改进模型的仿真及结果分析41-49
• 3.4.1 仿真工具介绍41-43
• 3.4.2 场景设定及仿真结果分析43-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 基于距离和速度的自适应广播协议ABP-DS50-71
• 4.1 相关工作51
• 4.2 ABP-DS协议介绍51-54
• 4.2.1 报文格式设计52-53
• 4.2.2 邻居表结构设计53-54
• 4.3 中继转发策略54-62
• 4.3.1 路段模型下的中继转发策略54-59
• 4.3.2 路口模型下的中继转发策略59-62
• 4.4 基于数据包的转发确认机制62-63
• 4.5 路由仿真及性能评价63-69
• 4.5.1 场景设定63
• 4.5.2 性能评估指标63-65
• 4.5.3 仿真结果分析65-69
• 4.6 本章小结69-71
• 第5章 总结与展望71-73
• 参考文献73-80
• 致谢80-81
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 冯慧芳;孟玉如;;基于移动模型的车载自组织网络连通特征[J];计算机应用;2015年07期

2 敬明;邓卫;刘志明;王昊;;基于车辆个体特征的IDM模型研究[J];交通信息与安全;2012年05期

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本文编号：977726