【正文】 交的兩個(gè)點(diǎn)叫 intersection，這里 x 想要發(fā)送包給 D，INQ REP DATA 常州工學(xué)院延陵學(xué)院 12 但是 x 到 D 的直線距離比 w 和 y 還要小，所以如果純貪心的話，他就停在這一步了， x的通信范圍和 D 構(gòu)成了一個(gè)陰影，這個(gè)陰影里沒有中繼節(jié)點(diǎn)。 Intersect 指的是十字路口。其還有一個(gè)重要的特點(diǎn)是右手定則。但它讓每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù) SINK 表，以貪心算法來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。 SINK 節(jié)點(diǎn)只發(fā) HELLO 包，不能完成此功能。每個(gè)節(jié)點(diǎn)收到 SINK 包后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出離 SINK 節(jié)點(diǎn)的最短距離，從而以貪心算法來轉(zhuǎn)發(fā)。 query 查詢包 INQ。如圖 27 所示。但是如果鄰居節(jié)點(diǎn)表之中沒有比自己更為接近目的節(jié)點(diǎn)的鄰居，那么貪心算法將失效，周邊的轉(zhuǎn)發(fā)模式將根據(jù)右手規(guī)則啟東。下一跳節(jié)點(diǎn)的位置信息由鄰居節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的位置信息來決定。如圖 26 所示 。 圖 25 F接收 RREQ并創(chuàng)建逆向路由 RREQ 到達(dá) F 后， F 發(fā)現(xiàn)到 G 的一條路由，且其序號(hào)不小于 RREQ 中的序列號(hào)，則構(gòu)造一個(gè)路由響應(yīng)包 RREP 并沿逆向路由發(fā)送給 A。所有節(jié)點(diǎn)均會(huì)轉(zhuǎn)發(fā) RREQ，直到自身有道 G 的常州工學(xué)院延陵學(xué)院 10 有效路由。 圖 24 建立反向路徑示意圖 假設(shè) A 要向 G 發(fā)送數(shù)據(jù)， A 會(huì)創(chuàng)建一個(gè)路由請(qǐng)求包 RREQ 廣播給所有鄰居節(jié)點(diǎn)，如上圖所示 。中間節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求消息的同時(shí)記錄下轉(zhuǎn)發(fā)給它的鄰近節(jié)點(diǎn)，建立反向路由。 中間節(jié)點(diǎn)不需維護(hù)路由，采用逐跳路由轉(zhuǎn)發(fā)分組，只有當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)才啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過程尋找路由。 AODV 路由協(xié)議中是 DSR 和 DSDV 的綜合。這類協(xié)議，按照路由發(fā)現(xiàn)的方式可以分為先應(yīng)式和反應(yīng)式路由協(xié)議。目前車載自組網(wǎng)中用的經(jīng)典路由協(xié)議，可以分為三大類：基于拓?fù)渎酚蓞f(xié)議（ TBR）基于地理位置路由協(xié)議（ PBR），基于地圖路由協(xié)議（ MBR） 。車輛密度分布不均，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜瓦B通性不斷變化，所以一個(gè)好的路由協(xié)議設(shè)計(jì)必備容錯(cuò)性、實(shí)時(shí)性等。 車載自組網(wǎng)路由 協(xié)議 路由協(xié)議是車載自組網(wǎng)中最關(guān)鍵的組成部分，在很大程序上決定車載網(wǎng)絡(luò)的整體性能。它具有應(yīng)用廣、精度高、性能好的特點(diǎn)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將會(huì)建成覆蓋全球的導(dǎo)航系統(tǒng)。它定位精度在 10米。它們的精度依次降低 ,但最高精度要比 GPS 還要精確 10 倍 ,而且即便 是免費(fèi)使用的信號(hào)它的精度也可以達(dá)到 6米。假如說 GPS 可以找到街道 ,那么“伽利略”就能夠發(fā)現(xiàn)車庫門。 歐洲的“伽利略”衛(wèi)星系統(tǒng) 將有 30 顆軌道衛(wèi)星組成“伽利略”衛(wèi)星定位系統(tǒng) ,每顆衛(wèi)星的軌道高度約為 萬公里 ,傾角為 56 度 ,分布在 3 個(gè)軌道面上 ,而且每個(gè)軌道面都會(huì)部署 9 顆工作星和另外 1 顆在軌備用星。 俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng) 有 24 顆衛(wèi)星組成 ,精度在 10 米左右 ,軍民兩用 ,隨著地面設(shè)備的不斷發(fā)展 ,“格洛納斯”系統(tǒng)預(yù)測(cè)將在 2020 年成功建成。它具有應(yīng)用廣、精度高、性能好的特點(diǎn) ,是到目前為止最為優(yōu)秀的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。 IEEE 1609標(biāo)準(zhǔn)則基于 Ip 通信協(xié)議的上層應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。它本質(zhì)上是 的擴(kuò)充延伸 ,符合智能交通系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用。IEEE (又稱 WAVE， Wireless Access in the Vehicular Environment)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) ,用于智能交通系統(tǒng) (ITS， Intelligent Transportation Systems)。 車載自組網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù) 無線接入技術(shù) 車載自組網(wǎng)中集成了移動(dòng)自組網(wǎng)的相關(guān)接入技術(shù)，例如 。常見的應(yīng)用廣泛的路由協(xié)議，包括 ， ， smac， tmac， zmac 等。在該體系結(jié)構(gòu)中，最重要的是物理層， MAC 層和路由層： 物理層負(fù)責(zé)詳細(xì)的電磁波信號(hào)的接受與發(fā)送， 編碼與解碼等。 常州工學(xué)院延陵學(xué)院 6 表 車載自組網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 車載自組網(wǎng)的分層體系結(jié)構(gòu)在圖 所示。 前三個(gè)特點(diǎn)，使得車載網(wǎng)與移動(dòng)自組網(wǎng)有較大 的差異，因此設(shè)計(jì)一種有效支持實(shí)時(shí)的車載路由協(xié)議是一個(gè)嚴(yán)峻的問題。比一些設(shè)備比如 GPS全球定位系統(tǒng)來獲取節(jié)點(diǎn)自身當(dāng)前的地理位置信息和運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)軌跡。超過 5 秒后，車輛之間的通信會(huì)斷開。 運(yùn)動(dòng)屬性 相對(duì)無線移動(dòng)自組網(wǎng)而言，車輛移動(dòng)的速度很快，因此兩車的持續(xù)通信時(shí)間很短，路由維護(hù)將會(huì)變得非常困難。在車輛密集的場(chǎng)合，無線接入的沖突增加，由此會(huì)帶來一些沖突避免。它的特點(diǎn)是車輛不可以像移動(dòng)自組網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)一樣能夠自由移動(dòng)，而 是必須在指定的路徑上進(jìn)行有方向有目的的運(yùn)行。從另一個(gè)方面來講 ,高大的建筑物會(huì)造成無線信號(hào)的阻擋最終會(huì)導(dǎo)致車載之間的連通中斷。地圖上有地圖上有街道 ,有公路 ,有銀行 ,高速公路 ,有行人，有十字路口 ,還有交通燈 ,這些都會(huì)使車輛的自由移動(dòng)受到極大的限制。移動(dòng)自組網(wǎng)中車輛本身以及周圍環(huán)境有以下四方面的特點(diǎn) :活動(dòng)場(chǎng)景、移動(dòng)模型、運(yùn)動(dòng)屬性和節(jié)點(diǎn)特性 。網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)既是一個(gè)終端系統(tǒng)，也可以充當(dāng)路由器節(jié)點(diǎn) ,節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間分享著通信的資源 ,組成了多跳中繼的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來傳送數(shù)據(jù)信息。而且由于 VANET 在路況監(jiān)測(cè)、交通管理、反映道路當(dāng)前狀態(tài)、交通安全、車輛跟蹤的導(dǎo)航等方面都起著很重要的作用，所以近年來形成了無線自組網(wǎng)絡(luò)新研究的熱潮，比如阿爾及利亞科學(xué)與技術(shù)信息研究中心的車輛防碰撞系統(tǒng)奔馳公司的車輛免事故系統(tǒng) Thinking Partner、加州大學(xué)的城市交通監(jiān)視系統(tǒng) MobEyes 、弗羅斯 特堡州立大學(xué)的車輛防盜 SVATS，等等。 最后 總結(jié)與展望，首先對(duì)本文的主要工作進(jìn)行總結(jié)，然后對(duì)本文工作需要改進(jìn)之處和未來發(fā)展方向進(jìn)行了闡述。 第五章 進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)傳統(tǒng)的 Ad hoc 路由協(xié)議 AODV 算法和 GPSR 的算法分別進(jìn)行了仿真對(duì)比，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析。 第四章 介紹了基于車載網(wǎng) GPSR 的改進(jìn)算法。以及對(duì)車載網(wǎng)路由協(xié)議進(jìn)行了分類，其中重點(diǎn)介紹了基于拓?fù)涞?AODV協(xié)議與地理位置的 GPSR 路由協(xié)議。適時(shí)地開展這方面的研究工作，對(duì)我國社會(huì)各方面的發(fā)展具有舉足輕重的作用。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)研究價(jià)值。 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。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。 主要研究工作 本文對(duì)車載網(wǎng)的研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀作了簡單的介紹，并著重分析了車載網(wǎng)路由協(xié)議中的 AODV， GPSR[6]協(xié)議。同樣，國內(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。 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。 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)國家研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。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?，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。 常州工學(xué)院延陵學(xué)院 2 國內(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)。隨著國家的富強(qiáng)和人民生活水平的不斷提高使得車輛越來越多，交通安全在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的起著越來越大的作用。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。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。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?，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。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的趨勢(shì)。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。 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 .......................................................................................