基于WAVE协议栈的信息多跳转发策略设计与实现

发布时间：2017-10-12 16:42

  本文关键词：基于WAVE协议栈的信息多跳转发策略设计与实现

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【摘要】：随着车辆的增多,越来越多的城市都面临着交通拥塞的问题,智能交通系统ITS(Intelligent Transportation System)逐渐展现出其广阔的市场前景。WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment)作为ITS的热门技术之一,是由美国交通部主导,IEEE制定的一套适用于车辆移动自组织网络的车间通信技术。WAVE协议栈是由IEEE 802.11p和IEEE 1609协议族共同组成的,并且遵循了OSI(Open System Interconnection)分层模型设计。WAVE协议栈在数据平面提供了IPv6协议和WSMP(WAVE Short Message Protocol)协议来支持数据传输。WSMP协议是一种点对点通信协议,不提供多跳转发功能。IPv6的IP参数是由系统管理员配置或者从WSA(WAVE Service Advertisement)中获取的信息来配置,不提供多跳转发功能。同时WAVE协议栈在底层提供多信道操作,底层的信道切换将影响上层应用的信息转发。WAVE协议栈提供了一套标准化的服务和接口实现了车间通信和车辆与基础设施的通信。它们仅仅支持通信范围内一跳可达,这样WAVE设备的通信范围就受到了限制。本文在WAVE协议栈的整体架构下,针对WAVE协议栈多信道信息传输的特点,提出了在下一个服务信道SCH(Service Channel)上转发信息,为多信道下的信息转发提供了一种新的解决思路。同时,根据不同的应用需求,提出了强制转发和可选转发模式,满足不同应用需求下的信息转发。随后,本文在多信道信息转发的基础上,针对单播多跳和广播多跳报文,采用了不同的转发处理策略。针对广播多跳报文的转发,通过节点选择性转发其从未转发过的广播报文,避免了简单洪泛方式带来的繁重网络负载和报文多次重复转发的问题。针对单播多跳报文的转发,提出了基于地理位置的GPSR-A路由策略。该路由策略在GPSR路由的基础上,引入了速度和方向信息,辅助贪婪转发模式选路;同时加入了角度和距离构成GPSR-AD算法,处理贪婪转发失败的情况;另外在邻居节点列表中引入生存周期,完善邻居节点列表的更新。最后,本文在OMNeT++仿真平台上,以Veins为仿真框架,通过SUMO构建道路模型,仿真了多信道下的信息转发以及两种路由策略。实验结果表明,多信道下的信息转发策略有效,基于地理位置的GPSR-A路由策略将有更好的报文投递率和更小的时延。
【关键词】：WAVE 基于地理位置的路由 多信道 转发策略
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 第一章 绪论17-21
• 1.1 研究工作的背景与意义17-18
• 1.2 国内外研究的历史与现状18-19
• 1.3 本文的主要贡献与创新19-20
• 1.4 本论文的目录章节和内容安排20-21
• 第二章 WAVE协议栈的研究21-36
• 2.1 WAVE协议栈的概述21-22
• 2.2 IEEE 1609.3 协议22-28
• 2.2.1 LLC23-24
• 2.2.2 IPv6协议24
• 2.2.3 WSMP协议24-28
• 2.2.3.1 WSM的发送25-26
• 2.2.3.2 WSM的接收26
• 2.2.3.3 WSM的报文格式26-28
• 2.3 WSA报文的发送和接收28-32
• 2.3.1 WSA的报文格式28-30
• 2.3.1.1 WSA头部（Header）28-29
• 2.3.1.2 服务信息（Service Info）29
• 2.3.1.3 信道信息（Channel Info）29-30
• 2.3.1.4 WAVE路由广播30
• 2.3.2 WSA报文的发送30-32
• 2.3.3 WSA报文的接收32
• 2.4 多信道操作32-33
• 2.5 Provider/Uer交互模型33-35
• 2.6 MIB35
• 2.7 本章小结35-36
• 第三章 多信道的信息转发策略设计与实现36-60
• 3.1 多信道下的信息传输分析36-44
• 3.1.1 信息的发送36-41
• 3.1.1.1 WSA的初始化与发送37-39
• 3.1.1.2 信道分配39-41
• 3.1.1.3 通过WSMP发送数据41
• 3.1.2 信息的接收41-44
• 3.1.2.1 WSA报文的接收处理41-43
• 3.1.2.2 信道分配43-44
• 3.1.2.3 通过WSMP协议接收数据44
• 3.2 多信道下的信息转发设计44-48
• 3.2.1 单信道下的信息转发45
• 3.2.2 多信道下的信息转发45-48
• 3.2.2.1 多信道信息转发策略一46-47
• 3.2.2.2 多信道信息转发策略二47-48
• 3.3 应用的分类48-51
• 3.3.1 PSID介绍49
• 3.3.2 应用需求分析49-51
• 3.3.3 强制转发与可选转发51
• 3.4 单播多跳和广播多跳报文转发设计51-54
• 3.4.1 单播多跳报文转发设计52
• 3.4.2 广播多跳报文转发设计52-54
• 3.4.2.1 扩散的设计52-53
• 3.4.2.2 唯一标识WSM广播报文53
• 3.4.2.3 记录和查询已转发报文53-54
• 3.5 数据结构设计54-59
• 3.5.1 WAVE Element ID54-55
• 3.5.2 WSA的修改55-56
• 3.5.3 WSM的修改56
• 3.5.4 记录和查询WSM广播报文56-59
• 3.5.4.1 存储结构56-58
• 3.5.4.2 转发判断58-59
• 3.6 本章小结59-60
• 第四章 基于地理位置的GPSR-A路由60-76
• 4.1 传统的GPSR路由60-64
• 4.1.1 贪婪转发60-61
• 4.1.2 周边转发61-62
• 4.1.3 GPSR的不足之处62-64
• 4.2 GPSR-A路由64-74
• 4.2.1 GPSR-A贪婪转发65-67
• 4.2.2 GPSR-AD算法67-70
• 4.2.3 生存周期70-74
• 4.2.3.1 生存周期的估算70-71
• 4.2.3.2 邻居节点列表设计71-73
• 4.2.3.3 邻居节点列表更新73-74
• 4.3 数据结构设计74-75
• 4.4 本章小结75-76
• 第五章 仿真与分析76-93
• 5.1 仿真平台简介76-78
• 5.1.1 概述76
• 5.1.2 OMNeT++仿真软件76-77
• 5.1.3 SUMO交通道路模型77-78
• 5.1.4 Veins仿真架构78
• 5.2 仿真模型建模78-81
• 5.2.1 车辆节点建模79-80
• 5.2.2 道路模型建模80-81
• 5.2.3 车辆移动模型建模81
• 5.3 仿真结果分析81-92
• 5.3.1 仿真参数设计81-83
• 5.3.2 仿真结果及分析83-92
• 5.3.2.1 路由策略83-87
• 5.3.2.2 转发模式87-88
• 5.3.2.3 网络负载88-90
• 5.3.2.4 车辆密度90-91
• 5.3.2.5 车辆速度91-92
• 5.4 本章小结92-93
• 第六章 总结与展望93-95
• 6.1 总结93-94
• 6.2 展望94-95
• 致谢95-96
• 参考文献96-99
• 攻硕期间取得的研究成果99-100

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 黄龙娇;基于相关性投递的车载自组织网络安全信息广播策略研究[D];电子科技大学;2012年

2 陈t，

本文编号：1019841