【正文】 good design traffic are that cars could municate with frequency and the traffic accident is small. And the driver could get enough information to deal with the ining bad condition. With the propose the research is more and more serious if we not deal with the problems. Vehicular Ad Hoc Network contains many important technologies. such as how to access the medium which used in Vehicular Ad Hoc Network, Global Positioning System and the routing protocol which are used in Vehicular Ad Hoc Network. AODV is widely used in Ad hoc mobile work, which is a widely used routing protocol, GPSR is another routing protocol which are used in Vehicular Ad Hoc Network。改進(jìn)后的算法在接收包的成功率、發(fā)送包的延時(shí)、抖動(dòng)率、吞吐量要優(yōu)于 GPSR 協(xié)議。 在本文中，主要介紹了 NS2 的仿真平臺(tái)及其體系框架結(jié)構(gòu)。 車載網(wǎng)分類可以分成：基于拓?fù)涞穆酚蓞f(xié)議，基于地理的路由協(xié)議，基于地圖的路由協(xié)議。這些問題都給現(xiàn)代的交通系統(tǒng)提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。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)。車載網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括：車載自組網(wǎng)無(wú)線接入技術(shù)、 GPS 定位技術(shù)、自組網(wǎng)路由協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)迅速膨脹的今天，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷增大，網(wǎng)絡(luò)因素類型不斷增多時(shí)，傳統(tǒng)的以經(jīng)驗(yàn)為主的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)在的需求，且用現(xiàn)實(shí)中真實(shí)存在的通信元素進(jìn)行測(cè)試，會(huì)造成資源和時(shí)間的浪費(fèi)，因此，利用網(wǎng)絡(luò)仿真工具 在模擬的環(huán)境中對(duì)其網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行仿真顯得非常重要。在測(cè)試場(chǎng)景中，對(duì)比了二種不同的協(xié)議下吞吐量、抖動(dòng)率、延時(shí)、丟包率的比較。仿 真也表明，使用 GPSR 算法，丟包率也較低。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。這些問題都給現(xiàn)代的交通系統(tǒng)提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 最近幾年來(lái)，信息技術(shù)在不斷的快速發(fā)展，我們能在越來(lái)越廣泛的地方使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用范圍很大。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。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。車輛自組織網(wǎng)絡(luò)來(lái)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。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。 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。 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(wú)線接入技術(shù)， GPS 定位技術(shù)，車載自組網(wǎng)路由協(xié)議。針對(duì)車載網(wǎng) GPRS 算法的不足，對(duì)算 法進(jìn)行了設(shè)計(jì)和改進(jìn)，并添加然后在 NS2 下。 常州工學(xué)院延陵學(xué)院 4 第二章 車載自組網(wǎng)現(xiàn)狀 車載自組網(wǎng) VANET 是指道路上車輛與車輛間，車輛與路邊的固定接入點(diǎn)之間通過相互 通信共同組成的一種開放移動(dòng)的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)，它是一個(gè)結(jié)構(gòu)開放的、自組織的車輛間通信網(wǎng)絡(luò)，在智能交通系統(tǒng) ITS （ Intelligent Transportation System）中起著很重要的作用。車載自組網(wǎng)它是移動(dòng)自組網(wǎng)所派生發(fā)展出的一個(gè)新的分支。原來(lái)移動(dòng)自組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)模型對(duì)于車載自組網(wǎng)來(lái)說，其中的一些特點(diǎn)已經(jīng)不再適合 ,這時(shí)候，創(chuàng)建一個(gè)新的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模型是很有必要的。例如在十字路交叉路口或交通道路收費(fèi)站處，車輛擁塞可能大量存在，而在某些路段行人車輛稀少，車輛很可能少甚至網(wǎng)絡(luò)不連通。由于車輛的高速移動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致不斷的變化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ,假設(shè)兩輛車以 20m/s 的速 度向相反的方向運(yùn)動(dòng) ,并且無(wú)線通信的固定傳輸半徑一直是 200m，那么二輛車輛之間鏈路之間的最長(zhǎng)持續(xù)的時(shí)間是 5 秒。由于汽車的能量不再受到像傳統(tǒng) Ad hoc 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的能量限制，因此，可以不像 MANET 中需要考慮車載網(wǎng)中能量的問題，相對(duì)于 Ad hoc 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，車載網(wǎng)存儲(chǔ)計(jì)算能量比較強(qiáng)大。 圖 22 車載自組網(wǎng)的分層體系結(jié)構(gòu) 在車載自組網(wǎng)中 ,可以采用 OSI 的七層協(xié)議模型來(lái)進(jìn)行研究，車載自組網(wǎng)的分層體系結(jié)構(gòu)在如圖 22 所示。 路由層主要包括的內(nèi)容：車載網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)是通過多跳來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，路徑的查找、路徑的選擇是網(wǎng)絡(luò)層需要解決的問題。 IEEE 是一個(gè)由 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充的通信協(xié)議 ,主要用于車載電子無(wú)線通信。 GPS 定位技術(shù) 目前定位系統(tǒng)主要有以下幾種： 美國(guó)全球定位系統(tǒng) (GPS) 全球定位系統(tǒng) (Global Positioning System)是美國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。到那時(shí) ,它的導(dǎo)航和定位誤差范圍都將縮減為 1米左右 ,而以前的誤差是 5 米到 6米，就精確度來(lái)說這個(gè)系統(tǒng)將 會(huì)處于全球領(lǐng)先的地位?！百だ浴笨梢詾榈孛娴氖褂糜脩籼峁?3種信號(hào) :加密且且需滿足更多要求的信號(hào)、加密且要交費(fèi)使用的信號(hào)、可以免費(fèi)使用的信號(hào)。預(yù)計(jì)大概在 2020 年左右。如今，全球定位系統(tǒng)硬、軟件不斷的完善 ,功能不斷的改進(jìn)，它的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地增加 ,目前已應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各種部門 ,并開始不斷的深入人們的日常生活。 車載自組網(wǎng)路由協(xié)議的分類 路由協(xié)議是車載網(wǎng)中不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其中節(jié)點(diǎn)高速的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)頻繁變化，所以路由技術(shù)已經(jīng)成為了 車載自組網(wǎng)推廣挑戰(zhàn)之一。 表 反應(yīng)式路由協(xié)議與先驗(yàn)式路由協(xié)議 的對(duì)比研究 比較內(nèi)容 反應(yīng)式路由協(xié)議 先驗(yàn)式路由協(xié)議 路由信息的獲取 有數(shù)時(shí)發(fā)送時(shí)獲取 始終得到全網(wǎng)范圍路由 獲得路由的等待時(shí)間 等待時(shí)間長(zhǎng) 先驗(yàn)式的建立 路由算法體系結(jié)構(gòu) 平面路由結(jié)構(gòu) 絕大多數(shù)是平面路由結(jié)構(gòu) 周期性路由更新 不需要 需要 控制信息的開銷 隨著移婦產(chǎn)科節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)增強(qiáng)而增大 隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增加而變大 其中 AODV［ 8］ 是反應(yīng)式路由協(xié)議的經(jīng)典，本文重點(diǎn)介紹 AODV 路由協(xié)議。源節(jié)點(diǎn)廣播 RREQ 消息到附近節(jié)點(diǎn)，附近節(jié)點(diǎn)再轉(zhuǎn)發(fā)給它的鄰居節(jié)點(diǎn)，知道到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。如果 B 接收到來(lái)自 A 的 RREQ，會(huì)建立到 A 的逆向路由，此時(shí) B 并沒有到 G的路由，所以繼續(xù)廣播給它的鄰近節(jié)點(diǎn)。至此路由發(fā)現(xiàn)過程完成， A 可沿著發(fā)現(xiàn)的該條路由發(fā)送數(shù)據(jù)。把目的節(jié)點(diǎn)的位置寫進(jìn)數(shù)據(jù)包的包頭，并使用貪婪轉(zhuǎn)發(fā) [9]來(lái)選擇距離目的節(jié)點(diǎn)最靠近的鄰居節(jié)點(diǎn)。 圖 27 GPSR工作流程 GPSR 有二種控制包類型： hello 包是為了查詢到鄰居。所以查詢包必不可少。 GPSR 用的貪心轉(zhuǎn)發(fā)路由，主要是一個(gè)對(duì)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)距離的預(yù)測(cè)，就是往最遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)發(fā)，最靠近終端的那個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，貪心無(wú)狀態(tài)路由協(xié)議的初衷就是要避免類似于 DSR 的查詢，以免帶來(lái)延遲和性能開銷。如圖28 所示。如下圖 29 所示 圖 29 GPSR右手定則在三角形中的應(yīng)用 就這個(gè)三角形，就跟走迷宮一樣，沿著右邊一直走，總能出迷宮，除非迷宮是個(gè)閉環(huán)，就是沒出口。伴隨地理信息系統(tǒng) (Geographic Information System, GIS)[10]技術(shù)的不斷進(jìn)步，車載導(dǎo)航系統(tǒng)能夠傳遞的信息越來(lái)越多，諸如城市路徑的詳細(xì)信息， 路徑導(dǎo)航功能。劉建航 , 孫江明 , 畢經(jīng)平等人在文獻(xiàn) [11]中對(duì)此進(jìn)行了研究。其中重點(diǎn)介紹了基于拓?fù)涞穆酚蓞f(xié)議 AODV，基于地理位置的路由協(xié)議 GPSR。正因?yàn)槊恳粋€(gè) 理論模型的建立通常需要一些假設(shè)條件， 所以模型對(duì)于信道特征的表達(dá)往往是相似的，但這個(gè)模型相對(duì)于無(wú)線信道其中的一些研究能夠起到一定的指導(dǎo)作用。正是由于無(wú)線信道的多樣性和復(fù)雜性，所以這種方法一直都被大家當(dāng)作研究無(wú)線信道特征的重要手段。 目前，可用于網(wǎng)絡(luò)仿真的軟件主要有 NS GlomoSim、 OPNET 和 Qual。 Qual 內(nèi)的一些模型甚至要求得到 (美 )軍方提供相關(guān)的許可之后才可以使用。 NS 構(gòu)件庫(kù)是用兩種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言編寫的： C++和Otcl。在一方面， C++是一種高效編譯執(zhí)行的語(yǔ)言，它可以使仿真過程執(zhí)行時(shí)獲得較好性能。 （ 2）建立協(xié)議代理服務(wù)，主要包括建立終端設(shè)備的協(xié)議綁定目的及建立網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)量模型。 （ 6）借助 NS2 解釋執(zhí)行 OTCL 腳本。節(jié)點(diǎn)的模型對(duì)于分析數(shù)據(jù)包很重要。然后 LL 把分組傳遞給下面的接口隊(duì)列。不然，它就廣播出一個(gè)ARP 的請(qǐng)求并且暫時(shí)緩存當(dāng)前的分組。在本論文中，為了提高吞吐量，減少丟失的數(shù)據(jù)包，對(duì)原來(lái)的 ARP功能進(jìn)行了擴(kuò)展。 (4)MAC 層。網(wǎng)絡(luò)的接口是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訪問信道的接口?？窟@個(gè)模型來(lái)計(jì)算每個(gè)分組在達(dá)到節(jié)點(diǎn)時(shí)信號(hào)強(qiáng)度 (功率 )。所有收到分組的節(jié)點(diǎn) 是根據(jù)自己需要的根據(jù)無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)哪Ｐ蛠?lái)判斷是否正確的接收到分組。當(dāng)接收和發(fā)送節(jié)點(diǎn)之間的距離范圍在 dd0 時(shí)，將采用自由空間的模型，發(fā)射功率會(huì)呈d2 衰減；不然，就采 用多路徑衰減的模型，而發(fā)射功率呈 d4 衰減，它的公式如 所示。 為每比特?cái)?shù)據(jù)在發(fā)射電路或接收電路中所消耗的能量 ,常數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為便于解釋 awk 程序架構(gòu)，以及相關(guān)的術(shù)語(yǔ)，本文就以 trace file 為例，來(lái)加以介紹。 以資料列“＋ 1 2 cbr 1000 ?? 2 0 0”為有線 TRACE輸出的示例，如表 所示。比如： x ＞ 3 用來(lái)判斷一個(gè)變量 x 它是否大于 3 x == 5 用來(lái)判斷一個(gè)變量 x 它是否等于 5 Awk 一般提供 c 語(yǔ)言中常見的關(guān)系的操作數(shù)，比如：＜、＞、＝＝、＜＝、＞＝、?。降鹊? Actions 是靠許多個(gè) awk 的指令所構(gòu)成的，而 awk 指令和 c 語(yǔ)言中 間的指令非常的類似。 1. 自行從指定數(shù)據(jù)文件之中讀取 一個(gè)數(shù)據(jù)列。 awk 會(huì)自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行上述的四個(gè)步驟，所以使用者不須在程序中寫這個(gè)循環(huán)。 nam 功能是依據(jù)真實(shí)環(huán)境或網(wǎng)絡(luò)模擬軟件里的特定格式的 trace 的輸出文件來(lái)運(yùn)行的動(dòng)畫，比如 Trace 文件經(jīng)常來(lái)自 Tcpdump 軟件或者 NS 模擬器的輸出。 gnuplot 是由一個(gè)命令驅(qū)動(dòng)交互式的繪圖軟件，而它的功能 就是把數(shù)學(xué)函數(shù)和數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單易觀察的立體或平面的圖形，它一般有兩種工作方式，即批處理方式和交互式方式，它可以使使用者更容易的讀入外部數(shù)據(jù)結(jié)果，并在屏幕上顯示出圖形，而且可以修改和選擇圖形畫法，可以更加明顯地表現(xiàn)出數(shù)據(jù)的特性。 在 NS235 模板下，添加 GPSR 算法，其中包括 ,它定義了各種不同的包。 ,各種 GPSR 路由代理的實(shí)現(xiàn)。 修改 ns2/monn 下面的 ,添加 PT_GPSR，添加包類型。 在 makefile 下面添加： $(OBJ_STL) in ns2/ $(OBJ_STL) \ gpsr/ \ gpsr/ \ gpsr/ 進(jìn)行編譯，編譯通過后，即可使用 GPSR 路由車載網(wǎng)的算法。接著介紹了 NS2下的幾種工具： awk 分析腳本， nam 用于顯示動(dòng)畫， gnuplot 用于繪圖。 GPSR 算法很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)包在轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，越遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)由于移動(dòng)速度過快，從而移動(dòng)出通信范圍，造成數(shù)據(jù)包的丟失，服務(wù)質(zhì)量不高。因而本文確定一個(gè)界限。 （ 2）對(duì) GPSR 路由協(xié)議中節(jié)點(diǎn)周期性的發(fā)送 hello 報(bào)文機(jī)制。目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的查詢包，沒有應(yīng)答，但它讓每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)目的節(jié)點(diǎn)表，以貪心算法選擇路徑來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，目的節(jié)點(diǎn)為接收數(shù)據(jù)包的目的節(jié)點(diǎn)。distance_ratio)。 else nblist_newNB(cmhlast_hop_, (double)ghhx_, (double)ghhy_)。 struct hdr_gpsr_query *gqh = HDR_GPSR_QUERY(p)。 } 修改： void GPSRAgent::forwardData(Packet *p) ifdef __NS2_GPSR