【正文】 ”路徑計算錨點路徑。當分組達到本地最優(yōu)時，ASTAR恢復模式規(guī)定達到本地最優(yōu)的轉發(fā)節(jié)點計算沿錨點路徑的另外一條新路由，并將路由重新寫入分組首部。在城市環(huán)境中，一些街道比其它街道的交通流更密集，如果能利用這些環(huán)境特征，將有利于節(jié)點路由的選擇。ASTAR使用基于錨點的路由，向分組中插入能夠使分組從源節(jié)點路由至目的節(jié)點的節(jié)點轉發(fā)地理信息。ASTAR同樣是為了解決GPSR周邊模式選擇下一個鄰居節(jié)點而不是選擇最遠的鄰居節(jié)點作為下一跳這一問題而設計的。第一，轉發(fā)策略使用加權重街道地圖信息來計算錨點路徑，并進行源路由；第二，恢復策略通過計算一條新的錨點路徑來解決本地最優(yōu)問題。ASTAR (AnchorBased Street and Traffic Aware Routing)是專門為城市環(huán)境下的車輛間通信設計的一種基于位置的路由機制[74]。但是作者在文獻中并沒有推薦一個恢復策略，也沒有指定節(jié)點如何選擇以上策略。第二，該節(jié)點可使用貪婪轉發(fā)方式向目的節(jié)點轉發(fā)分組。當轉發(fā)節(jié)點不能找到預定路徑的節(jié)點，SAR建議采用下面的策略之一。當節(jié)點要轉發(fā)分組時，首先檢查分組首部，然后取得路由中下一個地理位置。SAR是一種依賴于靜態(tài)街道地圖的位置路由協(xié)議，其中靜態(tài)街道地圖用于構造空間模式路由，在網(wǎng)絡不能覆蓋的區(qū)域，SAR用其來預測和恢復路由。與GSR類似，文獻[73]提出的SAR(SpatiallyAware Packet Routing)路由協(xié)議也是為了克服GPSR恢復策略所導致的缺點而設計的。第一，源節(jié)點和目的節(jié)點通過位置發(fā)現(xiàn)服務把各自的速度矢量信息通知對方；第二，速度矢量還被添加到所有節(jié)點的HELLO信標信息中。文獻[72]提出的AGF(Advanced Greedy Forwarding)算法可以顯著提高GPSR在VANET下的性能。源節(jié)點計算到達目的節(jié)點所必須經(jīng)過的路口序列，該路口序列可以放置在數(shù)據(jù)分組頭部字段內(nèi)或者由轉發(fā)節(jié)點決定，節(jié)點通過使用Dijkstra最短路徑算法計算源節(jié)點到和目的節(jié)點之間的路口序列。在轉發(fā)策略方面，GSR使用基于城市地圖建立一條由從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑上的交叉點的序列組成錨點路徑進行源路由，錨點間仍使用貪婪算法進行轉發(fā)。GSR在位置服務機制和轉發(fā)策略兩個方面對GPSR進行改進。修復策略使用街道和十字路口拓撲結構圖，因此并不需要平面圖算法。GPCR也是一種基于位置的路由協(xié)議，但是GPCR不使用任何地理位置信息或外部信息如靜態(tài)街道地圖，而是使用了街道和十字路口形成平面圖這一自然特征。在城市環(huán)境中，由于街道兩邊的障礙物導致節(jié)點間無法進行通信。這是網(wǎng)絡節(jié)點分布不均導致協(xié)議存在的固有缺陷，在延時可容忍網(wǎng)絡[6768]以及機會網(wǎng)絡(Opportunistic Networks)[69]中，國內(nèi)外許多學者對此進行了研究，并提出了許多可行的解決方案。該協(xié)議避免了在節(jié)點中建立、維護、存儲路由表，只依賴直接鄰節(jié)點進行路由選擇，數(shù)據(jù)傳輸時延小，并能保證只要網(wǎng)絡連通性不被破壞，一定能夠發(fā)現(xiàn)可達路由。但在GPSR協(xié)議中，如果所有鄰居節(jié)點到目的節(jié)點的距離都比當前節(jié)點到目的節(jié)點的距離遠，即中間轉發(fā)節(jié)點達到本地最優(yōu)時，存在一個空洞區(qū)域，這將導致數(shù)據(jù)分組無法傳遞。GPSR是無狀態(tài)的，即每個節(jié)點只需要知道節(jié)點本身和其鄰居的位置信息，即可做出路徑選擇，而不需要維護其它的狀態(tài)。在該路由協(xié)議中，每個節(jié)點必須獲得以下信息，節(jié)點自身的地理位置信息、鄰居節(jié)點的地理位置信息以及目的節(jié)點的地理位置信息。GPSR協(xié)議假定網(wǎng)絡中各節(jié)點都能夠獲取自身的地理位置且被統(tǒng)一編址，利用貪婪算法盡量沿直線轉發(fā)數(shù)據(jù)即貪婪轉發(fā)。同時，在TC分組中并沒有包含源節(jié)點所有鄰居節(jié)點的地址，而僅僅包含了將該節(jié)點選為MPR的鄰居節(jié)點地址(MPR selector)，這些信息足以讓網(wǎng)絡中的各個節(jié)點形成網(wǎng)絡拓撲圖，進而獨立地計算路由表，從而縮小了控制分組的大小。當一個節(jié)點要廣播TC分組時，不再是它的所有鄰居節(jié)點都轉發(fā)這個TC分組，而是在該節(jié)點的鄰居節(jié)點中選擇MPR來轉發(fā)。OLSR(Optimized Link State Routing)算法要求每個節(jié)點維護著鄰居表、MPR(Multipoint Relay)表等多張控制信息表，并且通過周期性的交換HELLO分組和TC(Topology Control)分組來交換網(wǎng)絡信息，通過分布式計算來更新和建立自己的網(wǎng)絡拓撲圖[38]。該協(xié)議使用定期洪泛的HELLO信息分組來檢測其和鄰居節(jié)點之間的鏈路狀態(tài)并進行更新鄰居狀態(tài)列表。AODV綜合了DSDV(Destination Sequenced Distance Vector Routing)算法[37]各自的優(yōu)點，借鑒了DSR中路由發(fā)現(xiàn)和路由維護的思想以及DSDV中節(jié)點序列號機制，通過使用目的序列號有效地防止了路由環(huán)路以及過時路由的發(fā)生，并能判斷中間節(jié)點是否響應了相應的路由請求。與DSR路由協(xié)議一樣，只有當節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)的時候才廣播RREQ分組，收到該RREQ分組的節(jié)點創(chuàng)建到達源節(jié)點的反向路由。在該機制中，中間節(jié)點如果存在到達目的節(jié)點的路由就直接向源節(jié)點回復RREP分組，但該機制會引起路由失效問題以及路由回復風暴。一旦發(fā)現(xiàn)鏈路斷裂，斷裂處的上游節(jié)點就向源節(jié)點發(fā)送錯誤分組RERR(Route Error)，源節(jié)點收到RERR分組后將該RERR分組中通知的失效路由從路由表中刪除，沿途轉發(fā)RERR分組的節(jié)點也從自己的路由表中刪除包含該斷開鏈路的所有路由。如果節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)時出現(xiàn)了鏈路斷裂，那么DSR就啟動路由維護機制。DSR在報文的頭部攜帶到達目的節(jié)點所要經(jīng)過節(jié)點的信息作為路由選擇的依據(jù)，中間節(jié)點按照該路由序列來轉發(fā)報文?；谖恢玫穆酚蓞f(xié)議也是車載Ad hoc網(wǎng)絡很好的選擇。分層路由協(xié)議在設計上非常復雜，路由維護代價太高，因此平面路由協(xié)議與基于位置的路由協(xié)議更加適合于車載Ad hoc網(wǎng)絡。由于路由協(xié)議的種類繁多，這里結合車載Ad hoc網(wǎng)絡的特點簡要介紹一些適用于VANET的MANET路由協(xié)議。采用先應式路由協(xié)議的網(wǎng)絡中每個節(jié)點維護一張包含到達其他節(jié)點路由信息的路由表，并根據(jù)網(wǎng)絡拓撲的變化及時更新該路由表，其代表協(xié)議有DSDV、HSR、GSR、WRP等；反應式路由協(xié)議是一種當節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時才發(fā)起路由請求的路由算法，節(jié)點不需要周期性的維護路由表，其代表協(xié)議有AODV、DSR、TORA等；根據(jù)網(wǎng)絡的邏輯結構，可以分為平面路由協(xié)議和分級路由協(xié)議；根據(jù)尋址方式，可以分為基于網(wǎng)絡拓撲的路由協(xié)議和基于位置的路由協(xié)議。當前的移動Ad hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議種類繁多，可以從不同的角度進行分類。本節(jié)分類闡述車載Ad hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議研究現(xiàn)狀。文獻[34]對共享寬帶公平性進行了研究。通過使用仿真實驗來再現(xiàn)真實的城市和道路場景，對VANET路由協(xié)議仿真和試驗者來說是一個挑戰(zhàn)。文獻[2124]對VANET交通模式的影響和擁塞進行了研究。由于VANET的獨有特性，為MANET開發(fā)的路由協(xié)議[19，20]并不能直接有效地應用于VANET。VANET是有其自身特點的特殊MANET，具有節(jié)點移動速度快、車輛受道路和交通規(guī)則限制拓撲呈管狀、不斷變化的網(wǎng)絡拓撲結構、城市道路環(huán)境下障礙物阻隔造成通信域頻繁分割、鄉(xiāng)村道路環(huán)境下節(jié)點的密集程度不夠高導致在同一通信范圍內(nèi)的節(jié)點無法通信等特點一般情況下，車輛運動的速度比MANET節(jié)點運動的速度快。雖然固定網(wǎng)絡節(jié)點可作為路邊單元被使用，但VANET不要求建設網(wǎng)絡基礎設施。 hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議研究現(xiàn)狀VANET是由多個車輛節(jié)點組成的無線自組織網(wǎng)絡，車輛如需加入VANET，須配備無線收發(fā)裝置以及能夠充當網(wǎng)絡節(jié)點的計算機模塊。但是當?shù)缆飞宪囕v非常稀疏的情況下，該通信系統(tǒng)還是不能滿足遠距離通信的要求，而且路邊基站還需要有硬件的支持。清華大學的常促宇等詳細地介紹了車載自組織網(wǎng)絡的發(fā)展歷史、研究概況和應用領域，討論了各種無線通信技術和各層通信協(xié)議應用于車載自組網(wǎng)的優(yōu)缺點，提出了搭建車間通信系統(tǒng)的設計思想和突破方向，并指出MAC層和路由層的協(xié)議是實現(xiàn)車載自組織網(wǎng)絡的關鍵[18]。文獻[17]結合大城市的實際應用場景，對大城市車輛間通信的路由協(xié)議進行了研究，對DSR提出改進，并相應對網(wǎng)絡結構進行層次劃分。并對兩種最有效的反應式路由協(xié)議DSR和AODV進行了比較，進而在軟件環(huán)境中實現(xiàn)了IP尋址、數(shù)據(jù)交換和路由等功能。文獻[15]提出了一種新的基于自組網(wǎng)車載通信系統(tǒng)的MAC協(xié)議，該協(xié)議采取競爭與預約相結合的分配方式，合理的解決了隱藏終端和暴露終端的問題，并將用于預約的控制時隙和業(yè)務時隙相分離，能夠提供可靠的單跳廣播信道和高效的多跳廣播服務，平均分組時延較小，具有較好的可擴展性。指出了路由協(xié)議大都是由具有轉發(fā)能力的節(jié)點來決策，因此將基于鄰居節(jié)點競爭的轉發(fā)策略運用在車輛間通信上也是值得研究的問題。Han Lu等提出了一種用于車輛間通信自組織網(wǎng)絡的改進空間感知路由算法[12]。在某些基礎設施遭到破壞的情況下，局部范圍內(nèi)的車輛就無法相互通信，但車輛在一定時間需求更多的是局部范圍的交通信息，這樣就可能造成交通擁堵，交通事故等后果。車－路通信系統(tǒng)的主要應用有車輛速度信息警示、輔助駕駛、交叉口碰撞信息警示等。車輛間通信系統(tǒng)的應用主要有緊急信息警示、車輛縱向協(xié)調(diào)控制、協(xié)作駕駛等。車輛間通信系統(tǒng)采用移動Ad hoc網(wǎng)絡為技術基礎，需要傳遞信息的車輛自動檢測通信范圍內(nèi)的車輛將信息逐步傳遞給下一車輛，通過多跳通信的方式將信息發(fā)送出去，能更好的滿足道路上車輛的快速動態(tài)變化特性，進而及時的在局部范圍內(nèi)發(fā)布重要的交通信息，并可以通過多跳通信傳輸?shù)礁h的距離。車載無線通信一般有兩種結構，車－車通信系統(tǒng)和車－路通信系統(tǒng)。這種分散式的Autonet 系統(tǒng)有更多的優(yōu)點，當具備通信能力車輛達到一定的比例就不再需要政府在通信基礎設施建設方面的投資，系統(tǒng)的運作和管理有使用該系統(tǒng)的用戶自身來進行，系統(tǒng)在需要緊急通信的危機情形下抗毀能力更強，系統(tǒng)也可以接入因特網(wǎng)作為一個附加應用的平臺。近年來，美國加州大學Irvine分校交通研究所提出了一個基于車輛間通信的交通管理、信息及控制系統(tǒng)，即Autonet。美國交通部在2004年也發(fā)起了一系列ITS領域的研究，其中就包括車－車和路邊基站的集成系統(tǒng)(Vehicle Infrastructure Integration，VII)，在VII系統(tǒng)中，配備通信設備的車輛可以與交通部門安裝在路邊的基站相互通信。與此同時，歐洲各汽車廠商發(fā)起了一個開放式的論壇C2CCC(CartoCar Communication Consortium)，其主要目的是通過車輛間通信來提高道路的交通安全和效率[9]。FleetNet 工作組分析了一定配備概率下的車輛間連通性問題，利用少數(shù)車輛的實驗進行了基于位置的路由協(xié)議的性能分析研究，并利用NS2 對不同的路由協(xié)議進行了相互比較和分析。自從2000 年MIT的Morris 等人提出CarNet 概念及歐洲西門子公司等提出FleetNet概念之后，人們開始考慮基于車輛間通信的移動Ad hoc 網(wǎng)絡， 即車載Ad hoc網(wǎng)絡(Vehicular Ad hoc Network，VANET) [37]。其中通信系統(tǒng)是其重要組成部分，主要目標是開發(fā)和測試高動態(tài)性的Ad hoc網(wǎng)絡拓撲算法。2000 年歐洲的CarTalk 工程繼續(xù)研究了基于車輛間通信的高級駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistance Systems) [2]。 1994 年美國加州PATH 的自動化高速公路(Automatic Highway)工程中，車輛間通信系統(tǒng)就被用來幫助駕駛員對道路上緊急情況做出快速反應，這時候的車輛間通信是通過帶有路邊基站和相應的設備來協(xié)調(diào)車輛的控制，因此車輛間通信系統(tǒng)需要依賴于基礎設施，由交通控制中心統(tǒng)一收集信息，然后通過廣播的方式發(fā)送信息協(xié)助駕駛[1]。20世紀80年代早期，日本交通和汽車電子技術協(xié)會(The Association of Electronic Technology for Automobile Traffic and Driving)就開始了車輛間通信的研究。車輛間通信系統(tǒng)由于其在改善交通，尤其在輔助駕駛如動態(tài)導航、提高行車安全如碰撞警告、提高出行效率、道路信息傳遞如交通信息更新和特殊條件下通信如沒有通信基礎設施等方面發(fā)揮了極其重要的作用。車輛間通信系統(tǒng)(Intervehicle Communication Systems，IVC)作為智能交通系統(tǒng)一個新興的研究方向，已受到越來越多的關注。一是加快基礎設施的建設，擴大交通網(wǎng)絡的容量，提高車輛的通行能力；二是使用科學的交通規(guī)劃和交通管理方法，對道路交通網(wǎng)絡進行合理的規(guī)劃，制定科學的交通管理規(guī)則；三是采用以現(xiàn)代通信、計算機、電子和自動化控制技術為核心的智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems，ITS)使道路和車輛更加智能化，以達到改善交通，減少擁堵，提高行車安全，節(jié)約資源和保護環(huán)境的目的。因此，緩解交通擁堵狀況，減少交通事故的發(fā)生刻不容緩。與前幾年相比，雖然傷亡人數(shù)和經(jīng)濟損失有所下降，但傷亡人數(shù)和經(jīng)濟損失總量仍然十分巨大。2010年1月18日，公安部交通管理局在其網(wǎng)站發(fā)布信息稱，2009年，全國共發(fā)生道路交通事故238351起、造成67759人死亡、275125人受傷，與去年同期相比，事故起數(shù)減少26853起，%；死亡人數(shù)減少5725人，%；受傷人數(shù)減少29794人，%；，%。交通擁堵不但會增加人們的出行代價，造成環(huán)境污染，還會引發(fā)交通事故。隨著我國民經(jīng)濟的發(fā)展與汽車保有量的增加，許多交通問題如交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染等日益嚴重，尤其是各大中城市。其中，汽車76193055輛、摩托車94530658輛、掛車1201519輛、拖拉機14633456輛、其他機動車21970輛。 Urban Environment。 Positionbased Route Protocol。第五，對交通仿真平臺SUMO進行了二次開發(fā)生成用于車載網(wǎng)絡仿真的城市場景文件。第四，在網(wǎng)絡仿真平臺NS2下實現(xiàn)了位置服務ILSV，將其與基于位置的路由協(xié)議如無狀態(tài)路由協(xié)議GPSR進行整體融合，并進行了大量的仿真實驗。當位于十字路口的位置服務器離開十字路口時，將其所持有的車輛節(jié)點位