【正文】 ........................... 20 添加 GPSR 路由算法在 NS2 下 .................................................................................. 21 目錄 II 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 21 第四章 基于車載網(wǎng) GPSR 的改進(jìn)算法 ................................................................................... 23 車載網(wǎng) GPSR 算法的不足 ............................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 基于車載網(wǎng) GPSR 的改進(jìn)算法 ................................................................................... 23 添加改進(jìn)代碼在 NS2 下的修改 .................................................................................. 23 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 28 第五章 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析 ................................................................................................... 29 仿真模擬實(shí)驗(yàn) ............................................................................................................... 29 網(wǎng)絡(luò)仿真場(chǎng)景拓?fù)湓O(shè)置 ..................................................................................... 29 仿真參數(shù)比較 ..................................................................................................... 33 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 ............................................................................................................... 34 端到端的延時(shí) ..................................................................................................... 35 吞吐量的比較 ..................................................................................................... 36 抖動(dòng)率的比較 ..................................................................................................... 36 丟包率的比較 ..................................................................................................... 37 GPSR 算法與 GPSR 改進(jìn)算法對(duì)比 ............................................................................. 38 接收成功率的對(duì)比 ............................................................................................. 38 端到端的延時(shí)對(duì)比 .............................................................................................. 38 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 40 第六章 總結(jié)與展望 ................................................................................................................... 42 論文總結(jié) ....................................................................................................................... 42 下一步工作 ................................................................................................................... 42 致謝 ............................................................................................................................................. 44 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 45 常州工學(xué)院延陵學(xué)院 1 第一章 前言 研究背景與 意義 車輛自組織網(wǎng)絡(luò)（ Vehicular Ad Hoc Networks， VANET） [1]作為一種特殊的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，是道路上車輛間、車輛與固定接入點(diǎn)之間相互通信而組成的開放式移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。作為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，有著非常廣闊的前景。車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是建立一個(gè)車間通信平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)多車無線通信，通過自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用可以提高交通安全性、道路通行效率和行車環(huán)境。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活水平在逐漸的提高，對(duì)生活質(zhì)量也有了越來越高的要求，越來越多的家庭開始擁有私家車了。然后 更多的汽車出現(xiàn)在了道路上，造成了道路上的嚴(yán)重?fù)矶?，從而交通事故也有了逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)。這些問題都給現(xiàn)代的交通系統(tǒng)提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在交通系統(tǒng)需要解決的問題是怎樣減少交通事故的發(fā)生，堅(jiān)決這個(gè)問題的關(guān)鍵是怎樣提高道路交通環(huán)境的質(zhì)量。在我看來，如果能夠?qū)崿F(xiàn)車輛間的通信，使得車輛之間能夠迅速、快捷的獲得其他車輛的信息，從而讓駕駛者能快速的做出正確的反應(yīng)，那么就可以很大限度的降低交通事故的發(fā)生，從而能在一定的程度上緩解道路的擁堵。但是傳統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)即使能夠得到其他車輛的信息，但是卻并不能是的車輛間直接的進(jìn)行通信，他們需 要一個(gè)中心的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來發(fā)送消息，這樣就會(huì)造成信息沒有辦法及時(shí)的讓車輛獲得，因此降低了通信系統(tǒng)的性能。 最近幾年來，信息技術(shù)在不斷的快速發(fā)展，我們能在越來越廣泛的地方使用無線網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用范圍很大。近年來，在對(duì)移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)上的研究越來越受到重視。無線網(wǎng)絡(luò)擁有廣闊的市場(chǎng)前景和較高的研究?jī)r(jià)值。在控制裝置上面，它可以降低各系統(tǒng)的互連線束，從而降低了傳感器及相應(yīng)的配置，在各個(gè)子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)了資源共享，有利的提高了系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和可靠性。在應(yīng)用方面，如果將移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到車載系統(tǒng)，使得在網(wǎng)絡(luò)中的車輛能進(jìn)行相互的通信，這 不但可以實(shí)現(xiàn)事故報(bào)告，交通狀況信息查詢，而且還能對(duì)駕駛者進(jìn)行輔助駕駛，使得駕駛者在非可視范圍內(nèi)能得到其他車輛信息及路況信息，使駕駛者得到及時(shí)的消息，從而做出準(zhǔn)確的判斷，有利于車輛自身的安全駕駛，這樣就會(huì)提高交通系統(tǒng)的性能，減少交通事故的發(fā)生。隨著國(guó)家的富強(qiáng)和人民生活水平的不斷提高使得車輛越來越多，交通安全在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的起著越來越大的作用。移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)不但能解決車輛間的通信，還能對(duì)于交通安全及車輛的智能化、便利化也有著非常重要的作用，對(duì)于提升車輛的信息化、自動(dòng)化程度，甚至是擴(kuò)大到國(guó)防等應(yīng)用的領(lǐng)域， 都是具有著十分重大的意義的，所以已經(jīng)引起了各國(guó)研究機(jī)構(gòu)的很大興趣。 常州工學(xué)院延陵學(xué)院 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代人民生活水平的逐漸提高，私家車數(shù)量越來越多，交通越來越擁擠，這對(duì)于我國(guó)現(xiàn)有的交通系統(tǒng)來說，成為一個(gè)越來越嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)現(xiàn)在的交通安全事故情況已經(jīng)處于高發(fā)期， 交通安全的形勢(shì)非常嚴(yán)峻?，F(xiàn)在，車輛通信的網(wǎng)絡(luò)主要有 GPRS 網(wǎng)絡(luò)和 CDMA 網(wǎng)絡(luò) [2]，車輛間通過 GPRS 網(wǎng)或者 CDMA 網(wǎng)聯(lián)系控制中心，向控制中心報(bào)告自己的車輛信息，而且可以通過互聯(lián)網(wǎng)下載電視電影音樂等娛樂資料。但是，這種組網(wǎng)的 方式卻有兩個(gè)很大的缺陷：車輛和車輛之間并不能通信，這就導(dǎo)致降低了各車輛之間的信息交流；而且由于這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠容納的用戶容量是有限的，所以肯定會(huì)影響車輛終端的發(fā)展。在這種背景的需求下，車輛自組織網(wǎng)絡(luò)（ Vehicular Ad Hoc Network， VANET）這一概念產(chǎn)生了。車輛自組織網(wǎng)絡(luò)來自于自組織網(wǎng)絡(luò)（ Ad Hoc），是自組網(wǎng)絡(luò)在交通領(lǐng)域的另外一種特殊的應(yīng)用，是專門以車輛之間的通信為場(chǎng)景而建立的自組織網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)路邊節(jié)點(diǎn)與車輛之間、車輛與車輛之間的相互通信。 VANET 技術(shù)很創(chuàng)造性的把自組網(wǎng)技術(shù)成功 的應(yīng)用到了車載網(wǎng)絡(luò)上，已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家通信專家們研究的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)，并且成為了各個(gè)國(guó)家研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。從 2020年起，歐洲科學(xué)家們已經(jīng)分別開創(chuàng)了了 Car－ 2－ Car、 FleetNet、 WILLWARNE、 ADASE、COMCAR、 DRiVE、 CHAUFFEUR 2 等項(xiàng)目對(duì)車輛間的通信進(jìn)行研究，而美國(guó)也成立了 Vehicle Safety Consortium[3]，日本則成立了 Advanced Safety Vehicle Program，而且通過了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來用于研究車輛間的通信。 IEEE 也經(jīng)過討論制定了 IEEE （ WAVE）[4]的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而且在 頻段上特意劃分了用于車輛間相互通信的 75MHz 頻帶。另外，從 2020 年開始， MobiCom 每年都會(huì)進(jìn)行關(guān)于研究 VANET 的專題研究會(huì)。同樣，國(guó)內(nèi)的一些高校也對(duì) VANET 的相關(guān)技術(shù)表現(xiàn)出了研究興趣，武漢大學(xué)、東南大學(xué)、清華大學(xué)分別都在傳輸控制技術(shù)、 VANET 信道的建模和車輛與車輛間內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)這些方面進(jìn)行了研究，肖漢等人也在 [5]中對(duì)此進(jìn)行過研究。 最近幾年來，各國(guó)的研究人員通過分析一些移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，研究其中的傳輸控制協(xié)議的設(shè) 計(jì)，發(fā)現(xiàn)了一些對(duì) VANET 中傳輸控制協(xié)議的設(shè)計(jì)具有重要借鑒的思想以及方案，但仍然缺乏專門針對(duì) VANET 網(wǎng)絡(luò)這個(gè)相對(duì)來說還是很特殊的移動(dòng)自組網(wǎng)來進(jìn)行的一些專門的研究。 主要研究工作 本文對(duì)車載網(wǎng)的研究背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)單的介紹，并著重分析了車載網(wǎng)路由協(xié)議中的 AODV， GPSR[6]協(xié)議。同時(shí)，對(duì)比分析了 GPRS 協(xié)議與 AODV 協(xié)議，并在NS2上設(shè)置了場(chǎng)景，進(jìn)行仿真比較。針對(duì)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度變化的特點(diǎn)，進(jìn)行了高速度與低速度下，二種不同協(xié)議對(duì)比的延時(shí)、丟包率，還對(duì)比了吞吐量、抖動(dòng)率。仿真結(jié)果表明， GPSR 基于地理位置的路由協(xié)議由于是以最遠(yuǎn)距離的轉(zhuǎn)發(fā)，其比 AODV 更適用于車常州工學(xué)院延陵學(xué)院 3 載網(wǎng)應(yīng)用的這種環(huán)境，在相同的條件下，丟包更少，延時(shí)更短。 AODV 路由協(xié)議側(cè)重于端到端的通信，在車載網(wǎng)應(yīng)用車輛快速移動(dòng)的過程中，表現(xiàn)的參數(shù)差于 GPSR 協(xié)議。 論文結(jié)構(gòu) 第一章 給出了課題研究的背景意義及研究現(xiàn)狀。作為當(dāng)今新興技術(shù)之一，車載網(wǎng)絡(luò)有著廣闊的應(yīng)用前景和重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。路由協(xié)議作為車載網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)之一，它的性能很大程度上決定了網(wǎng)絡(luò)的整體性能。適時(shí)地開展這方面的研究工作，對(duì)我國(guó)社會(huì)各方面的發(fā)展具有舉足輕重的作用。 第 二章 分析了車載自組網(wǎng)的現(xiàn)狀，其中分析了車載網(wǎng)的特點(diǎn)，車載網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，車載自組網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)，其中包括：自組網(wǎng)無線接入技術(shù)， GPS 定位技術(shù)，車載自組網(wǎng)路由協(xié)議。以及對(duì)