城市道路环境下车载自组织网络路由算法研究

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车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network, VANET)被认为是一种特殊的移动自组织网络(Mobile Ad Hoc Network, MANET),在智能交通系统(Intelligent Transportation System, ITS)中扮演着重要的角色。城市道路环境具有节点移动速度快、建筑物阻挡信号传输、道路固定等特点,其VANET路由算法面临诸多挑战,为此,重点研究城市道路环境下的融合多种信息的VAENT路由算法。主要工作和成果如下:针对GPSR (Greedy Perimeter Stateless Routing)算法因节点移动速度、密度、运动方向易导致数据错误转发的问题,提出一种基于交通信息感知的改进GPSR路由算法(TIAB-GPSR算法),该算法首先通过行车方向、邻居节点在有效通信范围内的生存时间筛选最优候选节点集,然后通过引入速度、车流密度等交通信息到GPSR中来确定最优候选节点,以提高数据转发的成功率。针对GPSR构造平面图过程引起的网络拓扑割断问题,通过在十字路口处部署路边固定通信基础设施,构建V2V (Vehicle to Vehicle)与V2I (Vehicle to Infrastructure)相结合的混合VANET环境,在TIAB-GPSR基础上,提出一种混合VANET环境下的TGPSR-WI算法,该算法规定,当邻居列表中存在基站节点时,优先转发给基站节点,且采用GPSR算法的转发策略;否则,采用TIAB-GPSR算法的转发策略,提高数据转发的成功率。利用MOVE (MObility model generator for VEhicular networks)构建三种典型城市模拟场景,比较研究AODV、DSDV和GPSR三种典型路由算法在不同包大小、车辆密度下包送达率、第一次收包时间等性能指标;构建网格城市场景,在NS-2中仿真TIAB-GPSR、TGPSR-WI算法,并分别与GPSR及GPSR-L算法进行比较,包送达率与平均端到端时延作为评价参数。仿真结果表明:在V2V的VANET环境下,TIAB-GPSR算法各项指标都最优;在结合V2V与V2I的混合VANET环境下,TGPSR-WI、GPSR及GPSR-L三种路由算法的性能都大幅提高,但TGPSR-WI算法更具优势。
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