面向城市环境VANETS的基于beacon控制的路由协议

发布时间：2019-08-12 08:18

【摘要】：车载网络(Vehicular ad hoc networks,VANETs)是一种特殊形式的网络,具有节点高速移动、拓扑频繁的变化的特性,这些特性为消息的传播带来挑战,路由机制是实现消息传递的关键因素;地理位置路由被广泛地应用于VANETS,要求节点周期广播beacon消息;然而,节点周期地广播beacon消息,降低了路由性能,特别是在城市区域,由于节点密集,每个节点均广播beacon消息,恶化了路由性能;为此,针对城市环境,提出基于beacon控制的路由协议RPBC(Routing protocol with beacon control);在RPBC中,并非每个节点广播beacon消息,而设置有效的机制选择部分节点广播,从而降低了beacon冗余,同时,采用最短路径算法,减少数据传输跳数;仿真结果表明,提出的RBPC在分组投递率、端到端传输时延以及路由开销方面均有较好的性能。
【图文】：

性能仿真,消息

ＶＤ的ｂｅａｃｏｎ消息，并且ＶＡ、ＶＤ间的距离小于ａ。因此，节点ＶＢ、ＶＣ停止广播ｂｅａｃｏｎ消息。ＲＰＢＣ方案对ｂｅａｃｏｎ控制效果如图２所示。图中黑色的点表示广播了ｂｅａｃｏｎ消息的节点，图２（ａ）总共约１５００节点。而在图（ｂ）中，通过ｂｅａｃｏｎ的控制，广播ｂｅａｃｏｎ消息的节点仅为３４９个。这表明通过对ｂｅａｃｏｎ的控制，大大减少了ｂｅａ－ｃｏｎ传输负担。算法的具体流程如３图所示。图２ｂｅａｃｏｎ消息发送的数量３性能仿真本节将通过仿真数据分析所提出的ＲＰＢＣ的路由性能。采用网络仿真软件ＱｕａｌＮｅｔ５．２［１０］。３．１仿真模型仿真区域为１５００×１５００。利用车辆仿真网络ＶａｎｅｔＭｏ－ｂｉＳｉｍ［１１］建立车辆的移动轨迹。在仿真过程中考虑交通灯以及速度限制的影响。将ＶａｎｅｔＭｏｂｉＳｉｍ产生的文件作为ＱｕｅｌＮｅｔ的输入。假定有ｎ个节点，且每个车辆采用ＩＥＥＥ８０２．１１通信协议传输ｂｅａｃｏｎ消息以及数据包，数据传输率为１１Ｍｂｐｓ。考虑障碍物的影响，传输区域ａ＝２５０。仿真时长为６０ｓ。仿真过程中，主要考虑网络节点数ｎ以及数据包Ｄ对路由性能的影响，其中，ｎ、Ｄ的变化范围如表１所示。表１动态参数参数取值节点数目ｎ５００，１０００，１５００，２０００数据包大小Ｄｂｙｔｅｓ３２，１２８，５１２，１０２４，２０４８

对分,传输时延,目的节点,数据包

ｉｏ）、端到端传输时延（Ｅｎｄ－ｔｏ－Ｅｎｄｄｅｌａｙ）以及路由开销（Ｒｏｕｔｉｎｇｏｖｅｒｈｅａｄ）描述路由性能。１）Ｄｅｌｉｖｅｒｙｒａｔｉｏ：成功传递到目的节点数据包数与发送节点所发送的数据包数之比；２）Ｅｎｄ－ｔｏ－Ｅｎｄｄｅｌａｙ：数据包从发送节点传递到目的节点所需要的平均时间；３）Ｒｏｕｔｉｎｇｏｖｅｒｈｅａｄ：路由中产生的开销。３．２网络节点数的变化首先，分析网络节点数ｎ对分组投递率以及端到端传输时延的影响，结果如图４、５所示。图４节点数目对分组投递率的影响图５节点数目对端到端传输时延的影响由图４可知，随着节点数目的增加，分组投递率呈上升趋势，这主要是因为到目的节点的路径受节点密度的影响。与ＶＡＤＤ相比，ＲＰＢＣ具有高的分组传递率。这主要是因为ＲＰ－ＢＣ通过对ｂｅａｃｏｎ消息的控制，有效地阻止了网络堵塞。同时，通过跳过一些交叉路口，减少了通信跳数。特别是当节点数达到２０００时，效果相当明显。尽管ＢＲＡＶＥ采用了无ｂｅａ－ｃｏｎ策略，由于数据包遍历了所有通往目的节点的最短路径的交叉路口，其分组投递率低于ＲＰＢＣ。图５显示了节点数目对端到端传输时延的影响。随着节点数目的增加，端到端传输时延呈下降趋势。由于ＧＳＲ、ＲＰＢＣ能提前识别邻居节点的身份信息，传输时延几符为０。而实际上，，ＲＰＢＣ的传输时延低于ＧＳＲ，这是因为减少了跳数。３．３数据包的大小的变化本小节分析数据包的大小Ｄ，对路由性能的影响，图６、７显示仿真结果。图６显示了分组投递率随Ｄ的变化情况。随着Ｄ的增大，分组投递率呈下
【作者单位】：广西农业职业技术学院网络信息中心;
【基金】：2013年广西高校科研项目(GKY1308)
【分类号】：TN929.5

【参考文献】