基于OPNET的车载网路由协议研究与仿真

发布时间：2017-03-26 17:00

  本文关键词：基于OPNET的车载网路由协议研究与仿真，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：车载自组网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)作为庞大的移动自组网的一个特殊分支,网络中的节点是在快速移动的车辆,且车辆节点的移动受到城市布局和道路规划的制约,同时由于车辆行驶的不规律性也造成了网络拓扑结构时刻呈现高度动态的变化,导致车辆节点之间的通信时间较传统网络略有缩短,链路的生存时间也较为短暂。因此,为了针对解决车载网络中出现的这些诸多的客观问题,本文选择从VANET的路由协议改进方面进行着手。由于路由协议很大程度上在网络的性能方面起着决定性作用,只有不断提升车载网路由协议的高效性与稳定性,VANET的无线通信能力在移动自组网中才可以体现出其强大的优势。网络编码是将编码融入在路由信息中进行信息交换的技术手段,对于网络中的中间节点,在接收到来自不同传输链路的数据分组后,对其进行不同程度上的编码重组,最后按照路由传播机制进行转发,因而在很大程度上提升了网络吞吐量等性能。于此,本文在计划将网络编码技术与车载网络路由协议相结合,由此提高车载自组网的网络吞吐量、传输时延以及信道利用率等网络性能,具体研究内容如下所示。首先,本文从车载自组网的网络架构和拓扑结构开始着手进行深入研究和分析,同时根据车载网络的自身特点对目前现有的车载网络路由协议进行分类,并分析出其各自的优点及缺陷,为接下来的协议理论改进奠定扎实的理论基础。其次,车载网中的AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing)协议中的源节点由网络的拓扑结构和链路状态,决策出数据的传输路径。但由于此类协议不能很好地实时适应车载网的拓扑结构频繁变化的特性,因此在提高网络性能方面没有较好的表现。而网络编码可利用自身优势,对该类协议的不足加以弥补。据此,本文提出一种基于网络编码车载网路由协议CVAODV(COPE-VANET-AODV),能够有效地提升车载网络的网络吞吐量,传输时延以及信道利用率等相关性能。并且通过OPNET仿真平台组建4*4和8*4节点的车载网络场景,将改进后路由协议CVAODV应用到实际通信仿真中,模拟车载网络的无线传输和通信过程,同时,仿真系统设计实现部分对仿真系统网络的构架,仿真业务的设计及实现也均进行了详尽的工作。最后,通过所得出的仿真实验结果对CVAODV路由协议在不同网络场景下的网络吞吐量,传输时延以及信道利用率等性能进行分析,并据此仿真结果同AODV协议、DSR协议进行比较。通过性能分析结果发现,CVAODV路由协议和AODV协议以及DSR协议在网络吞吐量,信道利用率都有一定提高,但由于CVAODV协议加入了网络编码技术,导致编码和解码过程会加剧算法复杂度,导致延时性能指标偏高。由于网络吞吐量,信道利用率性能指标较高与后两种路由协议,具有一定理论研究和实际应用的价值。
【关键词】：车载网 路由协议 网络编码 AODV
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及意义11-14
• 1.1.1 课题来源11-12
• 1.1.2 课题研究的背景和意义12-14
• 1.2 研究现状14-15
• 1.3 研究内容与方法15-16
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 研究方法16
• 1.4 论文的章节安排16-18
• 第2章 相关基础理论研究18-28
• 2.1 网络编码18-22
• 2.1.1 网络编码特点18-20
• 2.1.2 COPE编码架构20-21
• 2.1.3 COPE工作机制和相关技术21-22
• 2.2 车辆自组网络的研究22-27
• 2.2.1 车辆自组织网络的体系结构22-23
• 2.2.2 VANET的特点23-24
• 2.2.3 车载网路由协议相关路由协议24-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 一种基于网络编码车载路由协议研究28-40
• 3.1 算法改进思路28
• 3.2 系统模型28-33
• 3.2.1 网络拓扑模型28-30
• 3.2.2 网络模型假设30-31
• 3.2.3 网络编码模式下提升吞吐量分析31-33
• 3.3 路由算法33-39
• 3.3.1 路由请求33-34
• 3.3.2 路由应答34-35
• 3.3.3 编码控制35-38
• 3.3.4 路由维护38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 COPE路由协议仿真设计与实现40-52
• 4.1 仿真系统设计40-43
• 4.1.1 系统仿真架构设计40
• 4.1.2 系统功能设计40-42
• 4.1.3 仿真系统流程设计42-43
• 4.2 系统实现43-51
• 4.2.1 仿真场景43-45
• 4.2.2 节点模型45-46
• 4.2.3 COPE编码控制功能实现46-47
• 4.2.4 路由功能实现47-48
• 4.2.5 MAC接口48-49
• 4.2.6 信道控制功能实现49-50
• 4.2.7 天线传输控制功能实现50
• 4.2.8 性能分析功能实现50-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第5章 性能分析52-57
• 5.1 吞吐量性能比较52-53
• 5.2 信道利用率性能比较53-54
• 5.3 时延性能比较54-56
• 5.4 性能综合分析56
• 5.5 本章小结56-57
• 第6章 结论57-59
• 参考文献59-62
• 在学研究成果62-63
• 致谢63

【参考文献】

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本文编号：269065