車載自組織網(wǎng)絡(luò)簇機(jī)制及路由協(xié)議研究.pdf

1、車輛間的通信是智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System，ITS)架構(gòu)中的重要組成部分，為了滿足車輛間實(shí)時(shí)可靠的通信，促進(jìn)了對車輛自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad Hoc Networks，VANET)的研究，VANET是一種特殊形式的移動自組織網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad Hoc Networks，MANET)。由于與MANET相比，VANET中節(jié)點(diǎn)的快速移動使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化，且車輛的移動受到

2、道路拓?fù)涞南拗?，使得不能將MANET中的路由協(xié)議直接運(yùn)用到VANET。針對大規(guī)模的車輛場景，由于簇機(jī)制具有合理分配資源、可擴(kuò)展性好、節(jié)省對帶寬占用等優(yōu)點(diǎn)，因此簇路由協(xié)議成為VANET中的重要研究熱點(diǎn)。
　　 本文首先對VANET中現(xiàn)有的路由協(xié)議進(jìn)行分析，提出了現(xiàn)有協(xié)議存在的缺點(diǎn)，然后介紹了簇路由協(xié)議應(yīng)用在車輛環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，為隨后的研究工作奠定了基礎(chǔ)。本文通過對現(xiàn)有的簇算法進(jìn)行深入分析，提出了適合車輛環(huán)境新的方案。
　　 首

3、先，本文針對大規(guī)模車輛環(huán)境中簇頭的頻繁變化，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)簇頭選擇問題，給出了一種基于連接度和維持時(shí)間的簇路由協(xié)議PTBP。通過計(jì)算一跳鄰居節(jié)點(diǎn)間的連接度和維持時(shí)間，判斷節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級，從而選擇優(yōu)先級最高的節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)簇頭選擇。數(shù)據(jù)包僅需在選出的最優(yōu)簇頭節(jié)點(diǎn)或是網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)間傳輸，以降低網(wǎng)絡(luò)泛洪開銷、提升路由綜合性能。本文分別從簇頭的選取、簇的形成、簇的維護(hù)、路徑的選取幾方面對協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并對該協(xié)議進(jìn)行了性能評

4、估。
　　 其次，本文針對成簇效率問題，給出了一種適應(yīng)車輛環(huán)境的基于單元網(wǎng)格的AP聚簇算法GCAP。通過將若干車輛節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)單位網(wǎng)格替代某單一車輛節(jié)點(diǎn)，從而將單一車輛節(jié)點(diǎn)間的聚簇轉(zhuǎn)化為單元網(wǎng)格間的聚簇，以此來提高車輛間的成簇速度。通過網(wǎng)格間授權(quán)消息responsibility、可行性消息availability的傳輸，最終將具有較高相似度的車輛節(jié)點(diǎn)聚合為一個(gè)簇，從而確定成簇結(jié)果。其中，相似性函數(shù)的確定取決于節(jié)點(diǎn)間的位置差和速