自组织车联网路由协议GPSR的研究及改进

发布时间：2017-10-02 13:08

  本文关键词：自组织车联网路由协议GPSR的研究及改进

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【摘要】：自组织车联网是智能交通系统的重要组成部分,具有广阔的发展前景。路由协议是自组织车联网关键技术之一,很大程度上决定了网络的性能。在城市交通场景中,车辆运动速度快、网络拓扑结构变化频繁、建筑物的阻挡等都导致车联网链路频繁断裂。因此设计一个能够抵抗链路频繁断裂的路由协议是研究的重点。本文深入研究和分析了城市场景下基于位置的典型路由协议贪婪边界无状态路由协议(Greedy Perimeter Stateless Routing,GPSR),并找出了现有改进协议存在的问题,提出了一种新的稳定的贪婪转发路由协议(Reliable Greedy Forwarding Routing,RGFR),主要完成了以下工作内容:第一、基于位置的路由协议GPSR及其改进方案研究。GPSR主要存在路由空洞、自适应性差、无法感知障碍物、链路频繁断裂等缺陷。虽然国内外学者对GPSR协议的缺陷提出了许多改进策略,但是改进协议仍然存在着网络开销大、计算复杂等问题。因此,针对GPSR改进协议还可以进行进一步的优化。第二、稳定的贪婪转发路由协议RGFR设计。针对GPSR改进协议存在的不足,提出了一种稳定的贪婪转发路由协议RGFR,该协议主要分为链路生存时间评估、障碍物识别和评分机制三个部分,力求在高效性和稳定性之间找到一个平衡值,使其能够在保持原GPSR路由协议的高效性的基础上提高其链路的稳定性,从而更好的适应真实的城市交通环境。第三、RGFR协议仿真模块开发。针对RGFR路由协议的设计流程对协议仿真模块进行开发并对RGFR路由协议中的数据结构、消息机制和关键模块进行了设计。第四、基于重庆市南岸区的道路仿真场景设计。根据实验得到路径弯直度对协议性能的影响较大,因此在对典型的节点移动模型和车辆移动模型进行深入研究的基础上,根据重庆市南岸区主要道路地图建立了基于重庆市南岸区实际拓扑的车辆运动模型。该模型的建立为路由协议的研究奠定了良好的基础。通过将重庆市南岸区实际拓扑车辆模型与GPSR、RGFR路由协议相结合进行仿真实验,实验结果表明,RGFR协议在实际道路拓扑结构和车辆模型下,比GPSR路由协议在交付率和时延性能方面有很大的改善。
【关键词】：路由协议 车辆模型 GPSR RGFR
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;TN929.5;TP391.44
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 车联网路由协议研究现状10-16
• 1.2.1 基于拓扑的路由协议12-13
• 1.2.2 基于位置的路由协议13-15
• 1.2.3 混合型路由协议15-16
• 1.3 论文主要研究内容和章节安排16-19
• 1.3.1 论文主要研究内容16-17
• 1.3.2 本文的结构安排17-19
• 第二章 自组织车联网19-26
• 2.1 自组织车联网简介19-21
• 2.1.1 车联网的体系结构20-21
• 2.1.2 车联网的关键技术21
• 2.2 车联网的研究现状21-23
• 2.3 车联网的应用23-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第三章 GPSR路由协议研究26-38
• 3.1 GPSR路由协议概述26-30
• 3.1.1 贪婪转发26-28
• 3.1.2 边界转发28
• 3.1.3 平面图算法28-30
• 3.2 GPSR协议的缺陷30-32
• 3.3 GPSR协议的改进方法32-37
• 3.3.1 基于左右手法则的路由34-35
• 3.3.2 基于自适应选路的路由35-36
• 3.3.3 基于障碍物阻碍阈值的转发策略36-37
• 3.3.4 基于预测模型的转发策略37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 稳定的贪婪转发路由协议RGFR设计38-54
• 4.1 RGFR路由机制设计38-45
• 4.1.1 数据结构和消息机制设计38-40
• 4.1.2 链路生存时间评估40-42
• 4.1.3 障碍物的识别42-44
• 4.1.4 评分机制44-45
• 4.2 路由协议执行流程45-47
• 4.3 RGFR仿真模块开发47-53
• 4.3.1 NS2网络仿真平台47-48
• 4.3.2 仿真模块开发流程48-50
• 4.3.3 关键模块设计50-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 RGFR路由协议仿真与性能分析54-71
• 5.1 仿真场景设计54-64
• 5.1.1 典型节点移动模型54-55
• 5.1.2 车辆移动模型55-56
• 5.1.3 基于重庆南岸区场景模型的设计56-64
• 5.2 实验与分析64-70
• 5.2.1 仿真环境64-67
• 5.2.2 仿真结果与分析67-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第六章 全文总结与展望71-73
• 6.1 本文主要完成的研究工作71
• 6.2 下一步的研究方向71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-79
• 攻读学位期间取得的研究成果79

【参考文献】

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本文编号：959752