基于邻近节点集的车载自组织网络路由协议的研究

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1、基于邻近节点集的车载自组织网络路由协议的研究-->第1章绪论1.1课题的研究背景与意义随着人民消费能力的日益提高，道路上的车辆逐年增多。这虽然方便了人民的生活，但也带来了各种交通问题，如堵车，停车难，交通事故频发等。目前，世界各国的道路行车安全问题都十分严峻。世界卫生组织表示，仅2015年全球因为交通事故造成的死亡人数就高达93万人。中国作为世界汽车大国，在2015年就发生了20多万起交通事故。研究表明引发交通事故的因素包括人、车辆、道路以及天气等。（1）人的因素[7]。人是道路交通的主体。道路上

2、的人包括机动车驾驶员、非机动车驾驶员以及行人等。驾驶员违章操作或者行人违反交通规则都有可能引发事故。（2）车辆因素[8-9]。车辆是道路交通中的重要元素。机动车在长期使用过程中需要承受各种应力，如外部环境应力、内部功能应力和行驶应力等。这些应力会导致汽车的状态参数发生变化，如果不按时进行车辆状态监测，就很有可能造成道路交通事故。...............1.2国内外的研究现状目前国内外的学者对车载自组织网络路由协议的研究主要集中在：减少网络时延[16-20]、降低网络开销[21]、减少时延抖动

3、[22-24]、扩大网络吞吐量[25-26]、降低丢包率[27-32]等。国外对网络层路由协议的研究已经取得了卓越的进步，国内对车载网络路由协议的研究主要集中要各个高校和研究院，虽然起步较晚,但也取得了一定的成果。就链路断裂、网络开销以及吞吐量而言，在2013年，文献[33]的对不同的信息设置了优先级，然后又对车辆进行了分簇，通过簇首之间的通信来传输信息，从而减少了网络的开销。文献[34]的为了减少链路断裂，于2014年，利用连续的概率分布函数-正态分布计算了车辆之间的通信链路的可靠性，并基于链路

4、的可靠性不断的调整信息的传输路径，从而形成了一条可靠的信息传输路径。文献[35]的在同年采用田口方法改进了车载网络路由协议，在高速公路场景下对改进算法进行仿真，结果表明改进的路由协议不仅优化了网络的吞吐量还减少了丢包率。在文献[36]中，为了设计出高效安全的信息传输路由协议，提出了数据包的值的概念，以量化这些数据的偏向性。然后设计了基于数据包的值的数据信息安全传输路由协议PVcast。仿真结果显示PVcast路由协议明显的改善了辆车的吞吐量。...............第2章相关技术2.1车载自

5、组织网络的特点及应用车载自组织网络是移动自组织网络在道路交通上的运用，是智能交通系统与物联网的重要组成单元。所以，车载自组织网络有其独有的特点与应用。车载自组织网络的独特之处为：高速移动性[44]，可预测的移动路径[45]，无限制的电源使用[46]。高速移动性是因为行驶在道路上的车辆时速一般为20km/h到120km/h，这就会致使车辆节点频繁地加入或者退出车载自组织网络，使得网络的拓扑结构在短时间内发生较大的改变。所以，车载自组织网络对路由协议提出了更高的性能要求。可预测的移动路径是指车辆只能沿

6、着道路方向行驶，因此，车辆节点的运动状态具有规律性。所以,在研究过程中,可以根据车辆的行驶规律以及速度限制,设计出接近于真实道路场景的路由协议,以此来提高协议的性能。无限制的电源使用是因为通信模块是安装在车辆上的，所以模块可以由车辆提供电量，所以不像无线传感器网络一样要考虑供电的问题。只用车辆可以行使，通信模块就可以运作。...............2.2车载自组织网络中的路由协议车载自组织网络主要包括，基于拓扑结构的路由协议,基于地理位置信息的路由协议以及基于电子地图的路由协议。其中基于拓扑结

7、构的路由协议又包括表驱动路由协议（DSDV）和按需驱动（AODV，DSR）。目前车上都安装有GPS，通过GPS设备可以获得车辆的位置信息，所以基于地理位置信息的路由协议拥有广阔的运用前景,其中以GPSR、LAR等协议为典型代表。基于电子地图的路由协议主要运用于路径规划方面，目前各位学者对这块的研究比较少，但是这种路由协议是车载自组织网络的一个重要发展方向。本文是在基于拓扑结构的路由协议的基础上进行改进的，所以下面对该模块的协议进行简单介绍。...............第3章双向单车道场景下基于邻

8、近节点集的路由协议...............113.1相关工作................113.2问题的假设及模型的建立...............12第4章双向多车道场景下基于邻近节点集的路由协议...............274.1相关工作...............274.2场景的描述与模型的建立...............28第5章仿真与分析...............415.1仿真工具的介绍.................415.2双向单车道场景下基