基于节点无关度的车载自组网路由协议研究

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近年来,车载自组网(Vehicular Ad Hoc Networks,VANETs)快速发展,其作为移动自组网(Mobile Ad Hoc Networks,MANETs)的一个特类,将车辆视作移动网络中的通信节点,用于节点之间以及节点与道路设施之间的相互通信,旨在降低交通事故的发生数量,提升道路交通的运行效率;而今,向车内人员提供在线娱乐、即时通讯、移动办公、音乐共享等更为人性化的服务也成为VANETs的应用目标。VANETs的研究热点之一是探索合适、有效的路由机制,以保证交通数据在VANETs中的可靠、快速传输。   本文主要研究高速公路环境下数据的路由转发机制。文章介绍了VANETs中基于拓扑的路由协议、基于位置的路由协议、简单洪泛协议以及GPS位置信息服务的基本知识,分析了它们在数据转发方面存在的问题和不足,并针对这些问题和不足提出了一种基于节点无关度的贪婪转发算法(Nodes DissimilarityDegree-Based Greedy Forwarding,NDD-GF)。NDD-GF算法的核心是通过周期性通告消息(Beacon消息),各车辆节点获知自己的邻居节点信息并形成邻居列表;当某源节点发送消息时,该节点将把它的邻居列表附加在该消息中一并发送;消息的接收节点将根据收到的消息,计算自己相对于源节点的节点无关度值,依此对自身与消息源节点的相对位置作出判断;利用贪婪转发思想,距离源节点相对更远的节点自动为自己分配更小的转发延迟时间,由该节点完成消息的转发工作。本文中的NDD-GF算法不依赖于车辆节点的具体位置信息,具有较强的灵活性与可靠性;可极大的减少数据转发次数,降低数据冗余量,减少网络负载和无线信道的消耗,有利于保证数据传输的稳定性;同时,分布式的转发节点选择方式,在一定程度上保证了系统负载均衡性;该算法既可以作为VANETs网络的一种数据转发机制独立运行,也可以作为部分基于位置的路由协议的备用机制运行,用以提高VANETs运行效率。   本文基于NS-2对提出的NDD-GF协议进行了仿真。实验表明:NDD-GF算法是可行、正确的,可降低数据的转发次数,并具有较好的数据传输稳定性,而且可以满足安全类应用消息的传输要求,适用于高速公路环境数据传输。
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