车载自组织网络路由协议研究

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1、车载自组织网络路由协议研究【摘要】文章对VANET的研究必要性以及VANET的特性进行分析后,从消息内容、节点属性和拓扑构造三个角度对VANET进行了分析并对三方面的最新研究进行了描述，分析了车载口组织网络路山协议中常使用的实时信息及现有路由协议存在的问题，并给出了VANET进一步的研究方向。【关键词】车在网络；路由协议；实时信息车载自组织网络（简称VANET）旨在基于车辆之间及车辆与路边通信站Z间的无线通信构建一个无线网络来实现城市信息的有效传递，以便实现更好的城市移动媒体服务、及时的城市安全预警

2、以及高效的城市交通管理。据公安部交管局发布消息得知，截至2013年10月底，我国机动车保有量为2.5亿辆，其中汽车1.35亿辆，占53.9%,私家车超过8500万辆,比10年前增长13倍。大量的机动车辆给城市带来了巨大的压力，对城市交通调度、安全预警等各方面提出许多要求，车载自组织网络为这些问题的解决带来了新的机遇。另外，VANET的代价远远低于网络提供商提供的的无线网络服务，可以实现较低廉的车载移动娱乐服务。在一些特殊情况下，传统网络是不可用的，如2008年的汶川地震和2013年南方冰雹期间，大量

3、的基础设施遭到破坏，网络瘫痪导致大量求救信息无法传出。汽车数量剧增的时代智能传输设备的不断优化为VANET的实时实现提供了可能性，VANET不完全依赖路边基站的特性为灾难中信息传输提供了可能解决方案。文章组织如下，第一部分介绍了VANET的特性与研究问题所在，第二部分对近年来VANET的相关研究做了分类，第三部分分析了现冇VANET路由研究中所使用的信息和VANET存在的问题及研究方向，第四部分对文章进行了总结。1.VANET分析VANET具有两种通信模式，即车辆之间的通信和车辆与基础设施间的通信，

4、车辆采用“携带-存储-转发”的方式进行消息传输。VANET表现出节点高移动性，网络拓扑不稳定和节点自组织性等特性，在某些特殊情况下表现岀机会性。组成网络的车辆节点具有移动性、社会性，可以实现信息的实时获取，如移动速度、当前位置、移动方向等。在VANET中网络的构成是靠移动节点完全自组织的，同时节点的移动收到城市布局的限制，再者网络屮传输的消息具冇一些共性（如目的节点所在的区域），因此在进行VANET研究时可以将着重点集中于消息、网络节点和拓扑三个方向，对于相关研究将在笫二部分给予介绍。节点信息的实时

5、获取对于实现启发式和基于上下文的路由算法起着决定性作用，车辆现有的计算能力和感知设备为其实现提供了良好的条件。车辆可以通过配备的GPS获取当前的位置，亦可通过摄像头等來测量自身位移。位置信息可描述节点的移动轨迹从而构建热点区域等加速网络中的消息路山；通过位置或位移信息可以计算出车辆短期的移动方向或速度变化，以辅助节点选取最好的下一条延迟节点。对于节点的速度及变化也可通过传感器或者接口直接从车辆发动机或车轮处直接获得，这对于评估道路情况非常重耍。FI前许多车辆装载了地理信息系统，使得移动节点可获知城市

6、道路拓普信息，在进行路由设计时可预先进行区域划分，这对减少消息副本的洪泛式增长及提高节点资源利用率非常有效。即使GTS相关基础设施设备不可用，也可以考虑通过GPS位置信息进行地理区域划分，加速消息的有效投递。1.VANET路由研究描述2.1以消息为屮心的VANET路由策略相关研究以消息为中心为中心的VANET路由策略主要考虑通过控制消息副本的副本数目来控制网络拥塞问题并实现较理想的数据传输。经典的洪泛路山策略Epidemic虽然能够实现最大努力交付一且实验证明消息投递率确实比较高，但随时间的增长网络

7、中的消息副本数冃爆炸式增长而造成网络拥塞，这使得许多新消息无法得到传输，网络性能开始下降，大量网络资源被浪费。改进的洪泛路山策略Rumor[1]通过设置“代理”数据包广播少量的包含事件信息的数据副本，减少了网络中数据包的副本数量，减少了数据包被丢弃的可能性，具有更小的传输延迟。基于编码的路由方式能够弥补传统复制转发式路由不能充分利用多播路由的缺点，基于网络编码的事件驱动路由NCMR[2],使用HELLO包确定周边节点的信息，根据局部拓扑信息节点计算确定最小有限域并进行向量先行无关的的局部编码。NCM

8、R采用线性的局部编码，克服了传统编码方式对全局信息的依赖。2.2以节点为中心的VANET路由协议相关研究该类路由策略主要考虑从节点的特性出发，如节点的成簇特性、社会性、延迟节点的分配和等级划分等。基于节点相遇的ACR[3]引入蚁群算法的思想，节点在进行数据包转发时会“释放信息素”，进行消息转发时会优先选择信息素含量较多的节点中继转发。基于最近社交圈的CSCR[4]根据受社交关系影响的节点相遇构造簇相遇模型，将节点单位时间内遇到的移动节点的次数量化为节点的社会度，在进行