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随着汽车工业的蓬勃发展和无线通信技术的逐步成熟,人们希望在车辆间(V2V)以及车辆与路边单元(V2I)之间建立无线通信,以此来提高行车的安全性以及在此基础上开展更多的增值业务。车载自组织网络(VANET)可以看作是移动自组织网络(MANET)的一个分支,且VANET有车辆节点移动速度快、受道路拓扑限制、分布不均匀等特性造成了网络易分割性,传统的MANET协议无法适用于大规模的车载自组织网络。基于此,本文考虑在车载自组织网络中引入DTN路由协议的“缓存-携带-转发”机制来应对VANET中经常出现的网络分割现象。同时,车辆节点可以利用辅助设施获取地理信息,为协议的运行提供参考。
本文首先设计了一种基于自适应选路策略的单副本VANET延迟容忍路由协议ASVP。协议建立在对道路进行建模分析的基础上,将道路模型进行离散化分区,通过道路上车辆节点的密度分析其连接度指标,由此得到数据分组在路段上转发的时延估计。在道路的交叉口处使用辅助设施协助数据包的转发,辅助设施采用特殊的标志位来标识。利用“锚路由”的思想,源节点到目的节点的路由通过Dijkstra算法选取时延最小的路径,且到数据包到达一个路口节点时,对路径信息进行更新。通过仿真验证了ASVP相对于GPSR(with buffer)协议在性能上有一定的优势。
本文的第二部分对DTN的经典路由Spray and Wait(S&W)进行改进,提出一种多副本的VANET延迟容忍路由协议Geo-S&F(Geographic Spray and Forward)。S&W协议的wait阶段节点携带数据包运动直到遇到目的节点。本文将wait阶段改进为多跳转发(forward)的机制,转发的过程主要考虑车辆节点的地理信息与活跃度,作为节点选择下一跳节点的依据。仿真中采用模拟真实交通系统的场景,通过提取实际的城市地图,模拟公交车、出租车、私家车三类车辆节点的运动,使仿真场景更具有现实意义。通过仿真验证了Geo-S&F协议在城市场景中的性能表现,并详细分析了影响协议性能的因素。