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车载网络路由协议设计与优化

作　者: 林磊
导　师: 肖晓强
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 车载网络基于位置路由协议路径连通性 PCR协议 SWBCA算法稳定性
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

车载网络是由车辆和无线网络设备组成的一种新型无线网络,作为智能交通系统的重要组成部分,其在交通事故预警、车辆辅助驾驶、娱乐休闲等方面具有广泛的应用前景。车载网络路由协议是车载网络各种应用的基础。因无线信道本身所具有的不稳定性以及车辆节点的快速移动性所导致的动态拓扑,要求车载网络路由协议能有效处理拓扑的快速变化以及网络的分割。本文在分析车载网络的体系结构和特点的基础上,以提高车载网络路由的数据可达率、降低延迟为目标,提出了一种基于位置和连通性的单播路由协议,;为了改进车载网络广播路由的性能,本文进一步提出了一种面向稳定性的基于权值的分簇算法对车载网络广播进行应用层的优化。首先,针对车载网络中存在的网络分割问题,建立了一种地理路由路径的连通性概率模型,并提出一种改进的分布式Dijkstra算法用于计算连通性最佳路径;基于此,提出了一种基于位置和连通性的车载网络路由PCR(Position-and-Connectivity based Routing)协议。PCR协议选择连通性概率最优的路由路径进行转发,并通过提前预测十字路口邻居将会选择的下一跳方向以减少冗余跳数从而降低延迟。在城市交通场景中的模拟实验证明,与现有路由协议相比,PCR协议可以有效提高数据可达率,降低网络延迟。其次,针对车载网络固有的大规模性,设计了一种面向稳定性的基于权值的分簇算法SWBCA(Stability-oriented Weight-Based Clustering Algorithm)用以改善网络广播通信效率。该算法使用车辆节点的度数与理想度数的差值以及车辆节点相对于邻居节点的移动性两个指标计算车辆节点的综合权值进而选举簇头,并使用蒙特卡洛思想对簇的维护过程进行优化来提高稳定性。模拟实验表明,SWBCA算法较其它算法具有更强的稳定性,并能有效改善车辆自组网的广播性能。

车载网络路由协议设计与优化

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