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基于路段连通概率与社会属性的车载网络路由协议研究

基于路段连通概率与社会属性的车载网络路由协议研究

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作者：周霜东华大学

学位级别：硕士

随着人们生活质量的提高以及科技的快速发展,汽车数量在增长的同时也带来了许多交通问题。车载自组织网络作为智能交通的重要组成部分,能够有效地减少事故发生以及交通拥堵等问题。而一个高效且可靠的路由协议对于提高车载自组织网络性... 详细信息

随着人们生活质量的提高以及科技的快速发展,汽车数量在增长的同时也带来了许多交通问题。车载自组织网络作为智能交通的重要组成部分,能够有效地减少事故发生以及交通拥堵等问题。而一个高效且可靠的路由协议对于提高车载自组织网络性能发挥着重要作用。然而,由于复杂的路况、车辆的高速移动带来的通信链路连接不稳定以及网络拓扑结构的不断变化,如何在城市环境中设计一种高效可靠的路由协议来将数据包传输到目的地仍然是一个具有挑战性的问题。本文从城市环境中的车载自组织网络出发,考虑交叉路口处的交通灯因素和双向车道,提出了基于路段连通性概率的多路口选择路由算法。在多路口选择的基础上提出了一种基于路段连通性概率与社会属性的路由协议,选择连通性高的路段以及更加稳定的中继节点用于数据包的传输,减少了数据传输时延。首先,本文针对城市环境车载自组织网络中的车辆间通信的情况,提出了一种基于路段连通性概率的多路口选择算法。考虑到路段上车辆分布与车辆密度会受到交通灯的影响,给出了一种考虑交通灯因素的路段连通性概率的计算方法。然后,建立了多路口选择模型,在模型中加入了路段连通性概率等约束条件,选择出从源节点到目的节点的最优道路路段。确定用于传输数据包的路段之后,结合交通灯操作分析路口中继节点选择,减少交通灯影响;通过讨论携带数据包的车辆通信范围内相邻车辆的数量,并综合考虑车辆的位置、速度和方向,分析路段上的中继节点选择。通过与根据路段车辆密度选择一个路口和两个路口的路由算法比较,验证了本路由算法的优越性。其次,本文基于路段连通性概率进行路段选择的前提下,提出了基于路段连通性概率与社会属性的车载网络路由协议。由于车辆的随机移动性强且移动速度快,车辆间的通信链路容易断链,因此加入更为稳定的车辆的社会属性用于路段上中继节点的选择,有助于提高信息传输路由协议的可靠性。本文设计了考虑车辆的历史和当前驾驶信息的社会关联度指标以及用于排除自私车辆节点的意愿度指标。通过建立中继节点选择模型,在模型中加入了车辆社会关联度和意愿度等社会属性指标作为约束条件,选择路段上稳定的中继节点建立路由。在经典的路由协议AODV基础上进行改进,结合路段连通性概率和车辆的社会属性实现数据包的高效传输。最后,利用SUMO和NS-2仿真软件分别对本文提出的基于路段连通性概率的多路口选择路由算法、基于路段连通性概率与社会属性的路由协议进行验证。仿真结果表明,本文所提出的路由协议可以有效地减少数据传输时延和提高数据分组投递率。同时,本文对现有工作内容进行了总结,阐述了目前待完善和未解决的问题以及将来的研究方向。

关键词：车载自组织网络路由协议多路口选择路段连通性概率社会属性

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