基于歷史移動軌跡的城市車載網(wǎng)絡(luò)路由算法研究.pdf

1、車輛間的通信在車輛技術(shù)領(lǐng)域中是一種重要且新興的研究熱點，美國、歐盟、日本等國家政府都相繼開展了智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems，ITS)的研究，以求創(chuàng)造一個無交通事故的道路安全環(huán)境。車載網(wǎng)絡(luò)（Vehicular Ad Hoc Networks，ANETs）是ITS中重要的組成部分，為了使車輛間的通信能夠在車輛移動速度快、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化和車輛節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的分布不均勻的移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下有效運

2、行，車載網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議的高效性則扮演著重要的角色。
　　由于車載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸是間歇性的，車載網(wǎng)絡(luò)的傳輸通信方式則采用類似于DTN的“存儲-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”形式，當(dāng)節(jié)點的通信范圍內(nèi)沒有合適的轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點時，節(jié)點會將信息儲存在緩存中，直到下一時刻遇到可轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點才將信息轉(zhuǎn)發(fā)。對于這種新型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式，許多學(xué)者在車載網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的領(lǐng)域作了大量的研究，提出了多種不同的路由協(xié)議。由于受到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、城市道路障礙物等不定因素的影響，現(xiàn)有的路由協(xié)議在

3、大城市道路的環(huán)境下仍存在很大的挑戰(zhàn)，對此，本文提出基于歷史移動軌跡的城市車載網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議(Historical Mobility Trajectory Routing Algorithm Base on Urban VANETs,HMTR)。本文對HMTR路由協(xié)議的相關(guān)研究工作如下:
　　首先，本文介紹了車載網(wǎng)絡(luò)的概念、相關(guān)應(yīng)用和面臨的挑戰(zhàn)，并對現(xiàn)有的車載網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議作分類闡述和總結(jié)，歸納其各自的優(yōu)點和存在的問題;其次，針對大規(guī)模

4、城市網(wǎng)絡(luò)，考慮了目前的移動模型存在的缺陷，提出了基于歷史移動軌跡的車輛移動模型（VehicleMobile Model of Historical Mobility Trajectory, HMT），該移動模型通過真實的車輛行駛數(shù)據(jù)，繪制成由多個正方形單元組成的城市交通狀態(tài)圖，接著使用一種改進(jìn)的K-Means聚類算法將城市地圖中的正方形單元聚類成區(qū)域，并提出全局車輛移動方式與獨立車輛移動方式對大城市中的車輛日常活動的相關(guān)特征和規(guī)律進(jìn)行歸

5、納;再者，以HMT移動模型為基礎(chǔ)，利用移動模型中的提出的兩種車輛移動方式，提出適用于大規(guī)模城市車載網(wǎng)絡(luò)的路由算法HMTR，為了提高車輛的轉(zhuǎn)發(fā)率，還根據(jù)車輛與區(qū)域之間接觸的歷史信息和判定中繼車輛的行駛方向兩方面對路由決定進(jìn)行完善，降低車輛數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的時延，提高了轉(zhuǎn)發(fā)的成功率;最后，本文通過ONE仿真工具對HMTR算法與GeoEpidemic、GeoPRoPHET和GeoMobCon算法進(jìn)行了一系列的對比實驗，仿真結(jié)果表明，HMTR算法在轉(zhuǎn)發(fā)