GeoTAR:基于电子地图和路况感知的VANET路由协议
发布时间：2021-03-03 05:01
由于对车载通信的高需求,车载自组织网络（Vehicle Ad hoc Networks,VANET）已经成为智能交通系统（Intelligent Transport System,ITS）中一项前景广阔的技术。VANET通过提供V2V（Vehicle to Vehicle Communications）和V2I（Vehicle to Infrastructure Communications）来满足车载网络的通信需求。然而VANET具有其独特的网络特点——节点的高速移动造成网络拓扑频繁变化以及不可靠的信道质量,这些网络特点带来了许多具有挑战性的路由设计问题,例如路况感知,信道质量保证,基础设施利用等。在本文中,我们提出了GeoTAR,一种基于电子地图和路况感知的路由协议。GeoTAR的主要贡献如下:（1）在GeoTAR中,我们引入电子地图来辅助路由决策。与之前的研究工作不同的是,我们通过引入Geohash编码方法将地图网格化,设置了多个精度级别来进行路况信息的收集和数据包的转发。在GeoTAR中,节点的位置信息不再通过二维的经纬度表示,而改用一维的Geohash编码表示,不仅降低bea...
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
VANET路由协议分类表获取路由，而不用像反应式路由那样去等待路由建立
第2章相关工作图2.3建筑物对无线传输的干扰受限转发仍然有改进空间。有一些研究旨在解决这些无线电传输障碍问题。Boban[41]通过分析现实世界的数据来量化道路上的车辆对无线电传输的影响。遗憾的是，NS-3[42]将车辆抽象成二维的物体，并不曾模拟其对信号传播的影响，也就没有相应的针对车辆而建立的信道模型。由于建筑物导致的NLOS在城市环境下普遍存在，Wu提出了一种基于电子地图的MAC层中继算法[43]。当数据包从一条路段转发到另一条路段上时，MAC层在在两条路段的交叉路口选择一个中继节点进行转发，这样可以缓解路口处由于低PDR而导致的单向链路的问题。在MAC层实现这个中继算法有其独特的好处，可以为当前使用的没有妥善考虑路口处单向链路问题的路由协议提供一个统一的解决方案，但是中继算法设计中仍然有一些不足之处：它根据建筑物的位置和转发数据包的两个节点位置来计算直接转发时无线信号在建筑物中穿透的距离来判断是否选择中继转发，如果这个距离大于一个预先设定的阈值，则在路口处选择一个停留时间最长的中继节点进行转发，否则就直接转发而不用中继算法。这一做法不仅需要进行距离计算，而且通过阈值来控制转发也缺乏一定的灵活性，阈值设置的太小没有意义，设置的较大中继算法的优势不能体现。如何通过选择下一跳转发节点来保证单跳链路的通信质量是我们关注的问题。GeoSVR的受限转发策略我们可以借鉴用来作为路口之间的转发方式，但是不同于GeoSVR，GeoTAR中的位置是用Geohash编码表示而不是经纬度坐标，因此这里的距离需要根据Geohash网格来计算。当数据包从一个路段转发到另一个路段的时候，如图2.3，可以借鉴MAC层中继算法[43]在路口处选择节点转发的思路，并对阈值约束进行改进，同时路口处转发节点的选择方法也?
在 GeoTAR 中，我们假设每个车辆和 RSU 都装配了一个定位模块以获得自己的位置信息。为了在计算路由路径的时候获得目的节点的位置信息，我们假设每辆车和 RSU 都运行一个反应式的定位服务（Reactive Location Service，RLS）。在通信信道方面，我们假设每个车辆都配备无线信道，而每个 RSU 既配备无线信道同时也配备有线信道，无线信道用于车辆和车辆之间以及车辆同 RSU 之间通信，而有线信道则用于 RSU 和 RSU 之间的通信。由于有线信道的质量要远远好于无线信道，因此我们将有线信道的分布在电子地图预处理时反映在电子地图中，当需要计算路由路径的时候就可以优先考虑这些有线信道资源，将车联网变成集成自组网和传统网络的混合式通信网络。
本文编号：3060658
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
VANET路由协议分类表获取路由，而不用像反应式路由那样去等待路由建立
第2章相关工作图2.3建筑物对无线传输的干扰受限转发仍然有改进空间。有一些研究旨在解决这些无线电传输障碍问题。Boban[41]通过分析现实世界的数据来量化道路上的车辆对无线电传输的影响。遗憾的是，NS-3[42]将车辆抽象成二维的物体，并不曾模拟其对信号传播的影响，也就没有相应的针对车辆而建立的信道模型。由于建筑物导致的NLOS在城市环境下普遍存在，Wu提出了一种基于电子地图的MAC层中继算法[43]。当数据包从一条路段转发到另一条路段上时，MAC层在在两条路段的交叉路口选择一个中继节点进行转发，这样可以缓解路口处由于低PDR而导致的单向链路的问题。在MAC层实现这个中继算法有其独特的好处，可以为当前使用的没有妥善考虑路口处单向链路问题的路由协议提供一个统一的解决方案，但是中继算法设计中仍然有一些不足之处：它根据建筑物的位置和转发数据包的两个节点位置来计算直接转发时无线信号在建筑物中穿透的距离来判断是否选择中继转发，如果这个距离大于一个预先设定的阈值，则在路口处选择一个停留时间最长的中继节点进行转发，否则就直接转发而不用中继算法。这一做法不仅需要进行距离计算，而且通过阈值来控制转发也缺乏一定的灵活性，阈值设置的太小没有意义，设置的较大中继算法的优势不能体现。如何通过选择下一跳转发节点来保证单跳链路的通信质量是我们关注的问题。GeoSVR的受限转发策略我们可以借鉴用来作为路口之间的转发方式，但是不同于GeoSVR，GeoTAR中的位置是用Geohash编码表示而不是经纬度坐标，因此这里的距离需要根据Geohash网格来计算。当数据包从一个路段转发到另一个路段的时候，如图2.3，可以借鉴MAC层中继算法[43]在路口处选择节点转发的思路，并对阈值约束进行改进，同时路口处转发节点的选择方法也?
在 GeoTAR 中，我们假设每个车辆和 RSU 都装配了一个定位模块以获得自己的位置信息。为了在计算路由路径的时候获得目的节点的位置信息，我们假设每辆车和 RSU 都运行一个反应式的定位服务（Reactive Location Service，RLS）。在通信信道方面，我们假设每个车辆都配备无线信道，而每个 RSU 既配备无线信道同时也配备有线信道，无线信道用于车辆和车辆之间以及车辆同 RSU 之间通信，而有线信道则用于 RSU 和 RSU 之间的通信。由于有线信道的质量要远远好于无线信道，因此我们将有线信道的分布在电子地图预处理时反映在电子地图中，当需要计算路由路径的时候就可以优先考虑这些有线信道资源，将车联网变成集成自组网和传统网络的混合式通信网络。
本文编号：3060658
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