車載網(wǎng)絡(luò)中基于拓撲、地理以及網(wǎng)絡(luò)編碼感知的自組網(wǎng)路由協(xié)議研究.pdf

1、車載自組網(wǎng)絡(luò)(VANET)是多跳移動自組網(wǎng)(MANETs)的一個特殊子集。配備無線接口的車輛,能夠互相通信,也能與高速公路和城市道路沿線的固定設(shè)備通信。為了支持發(fā)現(xiàn)和維護路徑,以實現(xiàn)在VANETs內(nèi)高效的數(shù)據(jù)傳輸,同時為了在高可靠性、高吞吐量和盡可能低的延遲上進行信息傳遞,有效路由是本研究主要的問題之一。車輛移動性(包括高速,可預見,受限移動模式)和相關(guān)的PHY/MAC層實現(xiàn)具有獨特的特征,顯著地影響著實際VANETs路由協(xié)議的性能,仿

2、真結(jié)果就可能會有所不同。因此,不同于先前這方面的工作,本研究的第一部分(包括開發(fā)新的高速公路、停車標志以及交通標志的流動性模型)考慮在修改的802.11a以及實際的車輛移動模式下的基于拓撲和基于地理的路由協(xié)議。仿真結(jié)果表明在VANETs中基于地理的路由協(xié)議適用于被動協(xié)議,在指定小/大移動性參數(shù)下的綜合評估,可用來輔助解決與將來結(jié)合IEEE802.11p設(shè)備的路由協(xié)議的配置問題。
　　以改善吞吐量為首要目標,本研究的第二部分研究了兩

3、個新興的方法,即網(wǎng)絡(luò)編碼(NC)和機會路由,在VANETs中的影響。NC策略通過從信源發(fā)送編碼數(shù)據(jù)包到相應的信宿來細化網(wǎng)絡(luò)中精確的數(shù)據(jù)流,并將中間節(jié)點的工作從簡單的存儲轉(zhuǎn)發(fā)擴展到存儲處理轉(zhuǎn)發(fā)。另一方面,利用無線媒介的廣播特性,OR主要由兩部分組成,即轉(zhuǎn)發(fā)組選擇和轉(zhuǎn)發(fā)組節(jié)點之間的優(yōu)先次序,抑制了自組網(wǎng)絡(luò)中重復數(shù)據(jù)的傳輸,并顯著提高無線自組網(wǎng)絡(luò)的傳輸可靠性和網(wǎng)絡(luò)吞吐量等性能。根據(jù)OR機會包轉(zhuǎn)發(fā)范式,NC感知路由范式考慮在中間節(jié)點上的編碼機會

4、以支持在無線自組網(wǎng)絡(luò)中高效的數(shù)據(jù)包傳遞。在數(shù)據(jù)傳輸上,編碼感知的路由協(xié)議或者處理路由選擇問題,或者關(guān)注無線網(wǎng)絡(luò)上的報文轉(zhuǎn)發(fā)問題。因此,無線網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)編碼感知路由的基本問題與確定最高編碼機會的路由和找到每個節(jié)點精確的編碼能力有關(guān)。探索在無線自組網(wǎng)絡(luò)中NC感知路由的同時,這個初步的綜合研究還提供了NC感知路由協(xié)議的分類。按照不同的標準,NC感知路由分為不同的類別,即主動的、被動的、集中式、分布式、源路由和逐跳路由。
　　此外,找出一類

5、適合高動態(tài)VANETs的NC感知路由協(xié)議也是本研究的一部分。從現(xiàn)有文獻的來看,逐跳路由和主動NC感知路由技術(shù)比集中式源路由更適合VANETs。此外,在一個特定的高速公路的移動場景下,本研究仿真得到編碼增益和編碼傳輸?shù)陌俜直?以此進一步說明了在VANETs中可使用逐跳NC感知路由。最后,確定了NC感知路由中的挑戰(zhàn)和具體的設(shè)計問題后,本研究提出自適應基于拓撲的面向流的逐跳NC感知路由。在該方法中,編碼節(jié)點需要將多個單播數(shù)據(jù)流進行編碼,同時實

6、時地估計網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果表明該方法比非編碼感知路由更有優(yōu)勢。希望這項工作為在VANETs場景下與NC感知路由相關(guān)的研究開辟新的研究方向。
　　此外,在一個特定的高速公路的移動場景下,本研究仿真得到編碼增益和編碼傳輸?shù)陌俜直?以此進一步說明了在VANETs中可使用逐跳NC感知路由。最后,確定了NC感知路由中的挑戰(zhàn)和具體的設(shè)計問題后,本研究提出自適應基于拓撲的面向流的逐跳NC感知路由。在該方法中,編碼節(jié)點需要將多個單播數(shù)據(jù)流進