单向三车道高速公路车载自组织网络路由协议研究

作     者：任春江 

作者单位：太原理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：降爱莲

授予年度：2017年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 0838[工学-公安技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：车载自组织网络 移动模型 网络仿真工具 AODV路由协议 DSVVCL路由协议 跨层捎带技术 

摘      要：车载自组织网络(Vehicular Ad hoc Networks,VANET)将成为未来交通系统必不可少的支撑。它能够增强车辆间的沟通,加强车路间的联系,这使得分布式地协调控制车辆行为、合理地平衡分配道路资源、提供高效便捷的信息服务成为可能,从而增强了车辆驾驶安全性,提升了交通运输效率,改善了乘车环境。总之,VANET可为城市交通拥堵与安全提供统一的解决方案。然而,车辆节点高速行驶使得网络拓扑快速变化,造成链路频繁失效,通信路由不断断裂。车辆间以及车路间如何快速可靠的传输数据是亟待解决的问题,设计高效稳定的路由对VANET起到至关重要的作用。本文研究了单向三车道高速公路场景下基于拓扑的VANET路由协议。此场景中同车道车辆构成的网络拓扑结构相对稳定。车载自组织网络AODV路由协议的相关改进算法受限于按需路由机制,网络延迟比较大。为了综合满足VANET分组投递率与网络延迟的要求,本文依据场景特点提出目的序列速度向量DSVV(Destination-Sequenced Velocity Vector)路由协议,该协议基于车辆位置、速度及方向等移动信息对限定跳数内拓扑相对稳定节点采用先应式路由机制建立路由,其他节点路由则通过按需路由机制建立。仿真表明本文提出的DSVV网络延迟比带Hello机制的AODV显著减小,但分组投递率也有所降低。为了进一步提升DSVV的综合性能,提出带跨层捎带机制的目的序列速度向量DSVVL(Destination-Sequenced Velocity Vector with Cross-layer Piggyback)路由协议,该协议利用跨层捎带技术将Hello报文的有用信息通过数据分组捎带给邻居节点,以减少路由开销。仿真表明DSVVL整体路由性能比DSVV大幅提升;与带Hello机制的AODV相比,网络延迟大幅减小,分组投递率基本接近。综上所述,本文将先应式路由机制有机融合于AODV大幅降低了网络延迟,利用跨层捎带机制提升了路由总体性能,为进一步研究VANET路由算法提供了新的思路和方法。