车辆自组织网络AODV协议分析改进与信息采集方案设计

发布时间：2017-08-12 22:34

  本文关键词：车辆自组织网络AODV协议分析改进与信息采集方案设计

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【摘要】：车辆自组织网络可为全世界范围内日益严重的交通问题提供了一种有效的解决途径,近年来受到越来越多的关注。车-车通信与车-路边设施通信是构建车辆自组织网络的两种基本通信形式。实现车-车通信、车-路边设施通信快速高效通信的基础是设计更适合车辆环境的路由协议,而基于车-车通信、车-路边设施通信能够设计车辆节点上交通信息采集的技术方案。通过车-车通信和车-路边设施通信,以及车辆自组织网络信息采集技术能够实现车辆自组织网络在交通领域的诸如紧急消息发送、交通信息采集等应用,为交通安全、交通管理等问题提供了全新的解决方案。因此,基于车辆移动场景的车辆自组织网络路由协议与快速有效的信息采集算法方案研究具有十分重要的意义。论文基于VanetMobiSim软件以及城市环境,搭建出更符合实际场景的车辆自组织网络路由协议仿真用的车辆运行场景模型。车辆自组织网络路由协议种类较多,论文基于搭建的仿真模型对现有的三种较为经典且应用广泛的路由协议——AODV、OLSR、GPSR进行性能对比,基于端到端时延和丢包率两种指标分析其各自适用的交通环境。为了更好地实现车辆自组网中车辆节点间通信,论文基于上述的协议对比分析,对AODV协议进行时延以及丢包率优化。论文对AODV协议优化的主要思想主要分为两点,其一是在协议进行数据传输路由选择时,将路径上车辆节点速度列入考虑范围内以实现在数据传输时更好的路由选择；另一方面,论文为协议在主路由的基础上添加一条备份路由以实现在主路由失效时立即启用备份路由,而不是在发起一次路由发现过程。论文将改进后的路由协议与原协议进行对比,证实论文中改进的AODV协议较之原协议在时延与丢包率方面均具有不同程度的优化。论文对车辆自组织网络与无线传感器网络进行类比,分析二者架构上的相似之处,并将无线传感器网络信息采集技术应用于车辆自组织网络,形成一种基于无线传感器网络技术的车辆自组织网络信息采集方案。论文随后分别介绍了无线传感器网络信息采集技术以及免疫网络理论基本原理。论文以无线传感器信息采集技术——移动代理技术为基础,并应用免疫网络理论进行优化,构建了新型的应用于车辆自组织网络的车辆信息采集算法。仿真验证阶段,论文基于MATLAB验证了文中提出算法的可行性；论文将算法与现有算法进行对比证明本文算法具有更优秀的收敛性能。
【关键词】：车辆自组织网络 车辆移动模型 AODV路由协议 车辆信息采集 免疫网络理论
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;U495;U463.67
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-15
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.2.1 车辆自组织网络路由协议研究现状12-13
• 1.2.2 车辆自组织网络信息采集方式研究现状13
• 1.3 本文研究内容以及章节安排13-15
• 2 VANET基本介绍及其关键技术15-28
• 2.1 车辆自组织网络基本介绍15-19
• 2.1.1 车辆自组织网络服务介绍15-16
• 2.1.2 VANET的网络架构与关键技术介绍16-19
• 2.2 VANET路由协议概述19-23
• 2.2.1 VANET路由协议概述21-23
• 2.3 基于无线传感器网络的车辆交通信息采集技术概述23-27
• 2.3.1 无线传感器网络简介24
• 2.3.2 无线传感器网络中信息采集技术24-26
• 2.3.3 基于无线传感器网络的车辆交通信息采集方案26-27
• 2.4 小结27-28
• 3 AODV路由协议分析及改进28-56
• 3.0 网络仿真软件介绍28-29
• 3.1 仿真场景构建29-32
• 3.2 主要路由协议对比研究32-38
• 3.2.1 仿真结果与分析33-37
• 3.2.2 路由协议对比总结37-38
• 3.3 AODV协议运行原理详细分析38-45
• 3.3.1 AODV路由协议综述38
• 3.3.2 AODV路由协议控制信息38-41
• 3.3.3 AODV路由协议路由发现过程41-43
• 3.3.4 AODV路由协议中主要函数流程43-45
• 3.4 AODV协议改进45-48
• 3.4.1 AODV协议的缺点分析45-46
• 3.4.2 改进方法46-48
• 3.5 仿真对比分析48-55
• 3.5.1 不同车辆节点数量下性能对比49-51
• 3.5.2 不同数据包生成速率下性能对比51-53
• 3.5.3 不同允许节点最大速度下性能对比53-55
• 3.6 小结55-56
• 4 采用免疫网络理论基于移动代理技术的车辆自组织网络信息采集算法56-65
• 4.1 基于移动代理的车辆自组织网络路由信息采集模型56-58
• 4.2 采用免疫网络理论基于移动代理的车辆自组织网络信息算法58-61
• 4.2.1 人工免疫系统理论介绍58-59
• 4.2.2 采用免疫网络理论基于移动代理的车辆自组织网络信息算法设计59-61
• 4.3 算法仿真结果与分析61-64
• 4.4 小结64-65
• 5 结论65-67
• 5.1 总结65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果71-73
• 学位论文数据集73

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本文编号：664028