基于道路时延和车流量的vanet路由协议研究

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1、基于道路时延和车流量的VANET路由协议研究ResearchonRoutingProtocolBasedonRoadofTimeDelayandNumberofVehiclesinVANET作者姓名：邢世宝领域（方向）：移动通信与网络系统指导教师：刘衍珩教授类别：软件工程硕士答辩日期：2015年5月23日摘要基于道路时延和车流量的VANET路由协议研究目前在交通中存在道路阻塞，资源利用率低，交通事故频发等问题，传统的办法在解决这些问题时都出现了瓶颈。为了解决上述交通问题，应用先进的控制、通信及信息技术的智能交通系统应运而生。车载网络为智能交通系统中的

2、车辆间通信提供了支持，车载路由协议在保证车辆间通信质量方面扮演着重要的角色。车载网络与MANET网络相比有其自身的特点，如节点移动速度快、链路持续时间短、链路质量不稳定、拓扑结构变化频繁等。这就使得为MANET而设计的路由协议不适合在VANET中应用。基于地理位置信息的路由协议在VANET中具有较好的性能，该类路由协议的代表是GPSR。GPSR由于缺乏对车载网络的整体认知，所以很容易陷入局部最优化问题，此时就需要进入周边转发模式或者携带转发模式，周边转发模式存在数据转发过程冗余和丢包率高的问题，如果采用携带转发的方式会造成数据传输时间延长，或者因为数

3、据包失去时效性造成丢包率高的问题，所以应该避免GPSR中该问题的出现。为了解决GPSR中存在的问题，我们需要对整个车载网络有一个整体认知，以此为基础来确定数据包的传输路径。将整个城市交通中的道路拓扑结构抽象成数据结构中的图结构，道路看作是图中的边，路口看作是图中的节点，在每个路口放置一个同道路中的车辆相同的节点。城市场景中的道路在一段时间内可以提供一个稳定的通信能力，评估出每条道路传输数据包的时间延迟，将这个值作为图中边的权值，应用图的最短路径算法计算出到达目的节点的路径。车载网络中的节点通过发送探测包的方式来计算每条道路传输数据包的时间延迟，探测包

4、按照改进后图深度优先遍历算法的路径进行传递，这样就可以遍历出每条道路传递数据包的时间延迟，然后将道路时间延迟数据广播出去。车载网络中的节点发现自身存储的道路时延数据失去时效性的话，可以主动发送探测包来解决问题。针对数据包的传递过程设计了三种传输模式：直路模式、路口模式和错误路由恢复模式。数据包在直路传输时不仅要考虑邻居节点的位置，还要考虑邻居节点的行驶方向和速度因素，为了降低数据包的丢包率，提出了邻居节点位置预测方法。当数据包到达路口处放置的节点后，该节点会选择期望路径上的节点进行数据转发。一旦数I据的传递过程与计算好的期望路径不符，则此时持有数据的

5、节点重新计算一条路径进行数据传递。为了提高数据包传递的成功率，在探测包探测道路时间延迟的同时估算道路中车的数量，然后根据道路中的车辆数量，应用本文提出的对路径稳定性权值进行计算的方法，选择一条传输成功率相对较高的路径进行数据传输。对本路由协议提出了一种优化方法，在数据包传递的过程中，也可以探测出道路传递数据包的时间延迟和车的数量，这样可以提高对图中边的权值估算的准确程度。最后应用NS2仿真平台、SUMO和MOVE工具对本文提出路由协议的正确性进行了仿真验证，本文提出的路由协议在端到端时间延迟和数据包传输成功率方面与GPSR协议相比有较好的表现，达到了

6、预期目标。关键词：VANET，道路时延，车流量，可靠性IIAbstractResearchonRoutingProtocolBasedonRoadofTimeDelayandNumberofVehiclesinVANETTherearemanyproblemsinthetrafficenvironment,liketrafficcongestion,trafficresourceutilizationislow,frequenttrafficaccidentsandothertrafficproblems,thetraditionalapproach

7、insolvingtheseproblemshaveemergedbottleneck.Inordertosolvethetrafficproblems,IntelligentTrafficSystemofadvancedcomputertechnologyandcommunicationtechnologyhaveemerged.VANETprovidessupportforcommunicationofinter-vehicle,wecandevelopconvenientandpracticalsoftwarebasedontheVANETfo

8、rpeopleoftravellingtoprovidemoreconvenientservices,asw