基于地理位置信息的车用网络路由机制研究

发布时间：2017-08-25 01:39

  本文关键词：基于地理位置信息的车用网络路由机制研究

  更多相关文章： 车用网络 TLGR协议 GPSR协议 GPCR协议 贪婪转发

【摘要】：车用网络是智能交通系统中最具发展前景的技术之一,它在辅助驾驶、交通事故预警、交通管理以及Internet服务等方面都起着至关重要的作用。车用网络是移动自组织网络在交通领域的特殊应用,它的主要特点是:车辆高速运动,拓扑结构变化快而频繁;车辆沿着道路行驶,运动具有一定的规律性;车辆上装有导航设备,可实时获取地理位置信息等等。由于车网络的这些特殊性,所以不能简单将移动自组织网络中的路由协议直接运用到车网络中。因此,设计出一种适用于车网络的路由协议,提高车网络中的路由效率,是研究车网络的重点也是难点。首先,本文通过对比分析基于拓扑(TB,Topology-based)的这类路由协议和基于地理位置(GPB,Geographic Position-based)的这类路由协议的特点,得出GPB这类路由协议更适用于车用网络。其次,由于目前对GPB这类路由协议的研究都是假定已经知道目的节点的地理位置信息,而没有明确给出获取目的节点地理位置信息的方案,所以,本文提出了一种基于位置服务器的获取目的节点位置的方案。然后,针对现有的几种典型的GPB路由协议存在的不足,提出了一种改进的GPB路由协议——基于两跳的受限贪婪路由TLGR(Two-hops Limited Greedy Routing)。TLGR路由协议主要分为三部分:最优路径选择、基于两跳受限贪婪转发以及基于方向优先的修复策略。最优路径方案利用电子地图,结合道路长度和道路上车流密度信息选择一条由路口序列组成的最优路径,它是为了解决城市建筑影响通信质量这一问题而提出的。基于两跳受限贪婪转发策略通过掌握两跳范围内邻居节点信息来选择下一跳节点,能有效预测路由空洞从而避开路由空洞,它是为了解决GPSR、GPCR等路由协议中的贪婪转发在车网络中容易频繁出现路由空洞这一问题而提出的。基于方向优先的修复策略在基于两跳受限贪婪转发失效时启用,是为了降低GPSR、GPCR等路由协议中修复策略的算法复杂度而提出的。最后,本文使用交通仿真软件SUMO搭建简单的城市交通场景,并结合网络仿真软件NS3对TLGR路由协议和现有的三种典型的GPB路由协议GPSR、GPsrJ+以及ROGRP进行仿真,从路由过程中的数据包投递率以及平均端到端时延这两方面对这三种路由协议进行评估,仿真结果表明,TLGR路由协议较其他三种路由协议在数据包投递率方面有很大提高,在平均端到端时延上也有所改善。
【关键词】：车用网络 TLGR协议 GPSR协议 GPCR协议 贪婪转发
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495;TN915.04
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 中英文词汇对照表13-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 研究背景和意义14-15
• 1.2 国内外对车网络中基于地理位置路由的研究现状15-17
• 1.2.1 国外研究现状15-16
• 1.2.2 国内研究现状16-17
• 1.3 本文研究内容及章节安排17-18
• 第二章 车用网络及其路由协议研究18-32
• 2.1 车用网络概述18-20
• 2.1.1 车用网络架构18-19
• 2.1.2 车用网络特征19-20
• 2.1.3 车用网络相关应用20
• 2.2 车用网络中的路由协议分类20-23
• 2.2.1 基于拓扑的路由协议21-22
• 2.2.2 基于位置的路由协议22
• 2.2.3 基于地图的路由协议22-23
• 2.3 车用网络中典型的基于地理位置路由23-29
• 2.3.1 GPSR23-25
• 2.3.2 GPCR25-27
• 2.3.3 GPsr J+27-28
• 2.3.4 DREAM28-29
• 2.4 各路由协议在车用网中的适应性比较29-31
• 2.4.1 基于拓扑的各路由协议比较29
• 2.4.2 基于拓扑和基于地理位置的路由协议比较29-30
• 2.4.3 典型的基于地理位置路由协议存在的问题30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 车用网络中一种改进的地理位置路由协议32-53
• 3.1 应用场景及问题的提出32-34
• 3.1.1 应用场景32-33
• 3.1.2 问题的提出33-34
• 3.2 基于位置服务器的获取目的节点位置的方案34-38
• 3.2.1 位置服务系统架构34-35
• 3.2.2 节点地理位置信息的存储与更新35-36
• 3.2.3 目的节点地理位置信息的查询36-38
• 3.3 最优路径的选择38-40
• 3.3.1 子区域的截取38-39
• 3.3.2 最短路算法39-40
• 3.3.3 路口序列的进一步优化40
• 3.4 基于两跳的受限的贪婪转发算法40-50
• 3.4.1 路口域及备选节点域41-42
• 3.4.2 按需预测机制42-44
• 3.4.3 算法描述44-47
• 3.4.4 邻居列表结构47-48
• 3.4.5 关键数据结构48-50
• 3.5 基于方向优先的修复策略50-52
• 3.5.1 两跳贪婪转发失效情况50-51
• 3.5.2 改进策略51-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第四章 路由协议的仿真分析53-64
• 4.1 仿真工具53-54
• 4.1.1 SUMO介绍53
• 4.1.2 NS3介绍53-54
• 4.2 仿真参数与仿真场景54-59
• 4.2.1 仿真参数54-55
• 4.2.2 仿真场景的搭建55-59
• 4.3 仿真结果及性能分析59-63
• 4.3.1 数据包投递率59-61
• 4.3.2 平均端到端时延61-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 论文总结64-65
• 5.2 研究展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间取得的成果70-71

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本文编号：734353