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通信学论文-基于VANETs的路由协议研究.doc通信学论文-基于VANETs的路由协议研究.doc -- 2 元

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通信学论文基于VANETs的路由协议研究【摘要】本文介绍了车载自组网的特点,并针对车载自组网的服务模式、运行特点,提出了一种面向服务的分布式路由协议。【关键词】无线自组网车载自组网路由协议1车载自组网主要特点车载自组网是极其特殊的移动自组织网络,它同样存在一般无线自组网所固有的问题,如隐藏点问题、暴露点问题、信道捕获问题等。不过也带有自身独特的特性。车载自组网的主要特点包括由于节点高速移动性速度大致在5}42m/s之间,导致网络拓扑结构变化快,路径寿命短。(1)无线信道质量不稳定,受多种因素影响,其中包括路边建筑、道路情况、车辆类型和车辆相对速度等。(2)节点通过发动机可以提供源源不断的电力支持,车辆的承载空间也可以确保天线的尺寸和其他额外的通信设备,同时还具有强大的计算能力和存储能力等。(3)节点移动具有一定的规律性,只能沿着车道单/双向移动,具有一维性。道路的静态形状使得车辆移动是受限制的,车辆轨道一般可预测。2车载自组网路由研究2.1传统无线自组网路由协议到目前为至,根据自组网的特性研究人员已经提出了一些路由协议。这些移动自组网的路由协议,可以根据不同的分类原则,从多个角度加以分类1表驱动型路由TableDriven,按需驱动型路由OnDemanddriven和混和型路由hybrid。2平面型路由flat和层次型路由hierarchical。3单路径型路由singlepath和多路径型路由multipath。4GPS辅助型路由GPSassisted和非GPS辅助nonGFSassisted型路由。在以上这几种自组网路由协议分类中,表驱动型路由、按需驱动型路由和混和型路由的分类方式是目前使用的最为普遍的。2.2车载自组网路由协议设计面临的问题在车载自组网中,网络节点能量有限且一般没有能量补充,因此路由协议需要高效利用能量同时由于WSNs节点数目通常很大,节点只能获取局部的网络拓扑结构信息,路由协议还要能在局部网络信息的基础上选择合适的路径。因此移动自组网路由协议,如AODV,DSR等,并不适合车载自组网,这主要是由于以下几个原因(1)频繁而可预测的拓扑变化。由于车载自组网络中车辆运动的绝对和相对速度快在大多数道路情况下,车辆的运行速度超过801cm/h,甚至更高,车载自组网的拓扑结构变法十分频繁。(2)通信链路生命期短。观察和实验结果显示,即使假定车辆的信号范围是500米,通信链路的有效生命周期也仅平均为1分钟。并且,如果消息的传递需要多跳完成,有效传输时间将进一步被减小。(3)频繁的网络分隔。由于车载自组网络的高速移动性,网络会被频繁地分割或重新组合成很多部分。一个车辆很有可能无法与离它不是很远的另一车辆通信。(4)有限的冗余度。在车载自组网络中,系统的冗余能力,或者临时性地,或者功能性地受到了限制。(5)丰富的资源。在车载自组网中,节点往往没有这些硬件资源的限制,而对协议其它方面的性能有更高的要求。2.3分布式路由协议根据数据传输的紧急程度不同,我们可以把适合VANETs中的路由协议分为两类,一类是和安全相关的紧急应用中的消息分发机制,一类是非紧急应用的路由协议。消息分发传递的数据是突发的、少量的,通信时间短,而且通常没有固定的消息接收者,这类通信要求数据传递时延小、可靠性高。经典路由算法的路由建立需要较长的时间,不适合紧急消息分发。非紧急应用的路由协议往往用来在车辆间实现资源的共享,或者通过车载自组网向车辆提供Internet接入服务。这种数据通信的持续时间较长,能够容忍一定的时延和数据丢失。(1)DPP路由DPP路由协议处理高速路车载自组网的消息传播。其主要思想是把高速路上的车辆划分为簇,每个簇都有一个簇头和一个簇尾,簇内节点的数据根据目的地的方向分别被传给簇头或簇尾。簇头和簇尾负责转发收到的数据给下一个相邻簇,并保存数据直到收到对数据被正确接收的确认。(2)SARSgaiallyAwareRouting路由算法的主要思想是利用静态的数字地图数据构建网络的拓扑图,然后根据图算法找到从源节点到目的节点的一条路径。数据包根据发现的路径,采用源路由方法,被传递到目的节点。此外,如果车辆找不到前向数据的邻居节点,它采用下面三种方法之一来恢复路由①缓存该数据一定的时间然后重新发送②放弃源路由,采用贪婪前向算法③重新根据数字地图计算另一条路径。(3)CBLR路由CBLR路由算法假设所有的车辆能够通过GPS获得自身的位置,它把网络划分为多个簇,每个簇由一个簇头和多个在簇头通信范围内的成员组成。簇头和簇成员通过下面的方法产生车辆广播一个消息,如果它收到簇头的回复,则把自己作为簇头的成员如果没有收到,则其自身成为簇头。簇头为了维持自己的簇,每隔一定的时间发送一消息通知成员。(4)OSR路由GSR,其主要的目的是解决城市中障碍物的问题。GSR要求车辆装备有GPS设备和当前车载自组网工作区域的数字地图。服务请求者根据的Dijkstra算法在数字地图上找出从服务请求者到目的节点的最短路径,然后数据按照这条路径来路由数据包。3结束语随着人们对个人通信要求的提高,人们越来越希望有一种更安全、高效率的方式移动到目的地。目前,虽然一些新的策略已经被引入到车载无线自组网路由协议的设计中,如充分挖掘用户需求,使用位置、能量信息等,在一定程度上解决了VANETs路由协议的自适应性和自配置性问题,但总的说来,车载自组网中路由研究还处于探索阶段,还需要对各种车载网环境中的路由问题进行全面的分析和设计。参考文献1史美林,英春.自组网路由协议综述J.通信学报,2001,22.2程伟明.无线移动自组网及其关键技术J.数据通信,2002,3.3常促宇,向勇,史美林.车载自组网的现状与发展J.通信学报.7谢世欢,郭伟.实现Adhoc按需路由协议的关键技术.计算机应用.
编号:201312172058552361    大小:9.60KB    格式:DOC    上传时间:2013-12-17
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zhaozilong上传于2013-12-17

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