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基于FPGA的车载网络路由算法设计与实现
| 论文题名： | 基于FPGA的车载网络路由算法设计与实现 |
| 关键词： | 车载网;道路密度;路由协议;现场可编程门阵列;模块化设计 |
| 摘要： | 车载网通信路由协议的研究，一直都是一个备受关注的研究热点。车载网之间的通信主要由车辆与车辆的通信、车辆与路边设施的通信组成。由于路边设施部署尚不完整，关于车载网通信的研究就集中在车与车之间的通信模式下。在此模式下，车辆与车辆组成自组织网络，不需要路边设施的参与就能完成相互之间的通信。车载网具有自身独有的特点，传统的移动自组织网络中的路由协议应用在车载网中并不能获得很好的性能。因此，车辆的位置信息、道路分布、道路上的节点密度信息等逐步被利用到车载网路由协议的设计研究中。目前，在车载网中传递的信息种类增多，如何满足不同信息对路由协议传输性能的不同要求，成为一个新的问题。 本文针对不同信息对路由协议传输性能的要求不同这个问题，分析了目前已有的路由协议的优缺点，提出了一种不同信息可以自适应选择相应的路由算法的方案，并对其性能进行了仿真，为了验证方案的可行性，采用 FPGA对方案进行了实现。具体工作包括以下几个方面： （1）对目前车载网中信息按照作用不同划分为安全信息和用户信息。对其分析可知，安全信息对路由协议的传输时延的性能要求较高，而用户信息更注重传输的可靠性。在其基础上，对两类信息分别选取了不同的路由协议，构成了一种信息可自适应选择相应的路由算法的方案。 （2）分析了 LOUVRE路由协议在道路车辆密度估计和在路口间传递时存在的问题，提出一种新的道路密度信息估算方法，并对数据在路口间的传递加上了运动方向的约束。设计出一种改进的iLOUVRE算法，采用SUMO+NS2的仿真架构，对两种算法的性能进行对比分析。仿真结果表明，iLOUVRE可以使用更少的中间节点，提高了传输可靠性。 （3）采用FPGA设计实现了相关的硬件系统，实现了算法的基本要求，节点可以根据接收到的信息种类的不同，自动选择相应的路由算法。为了更好的完成设计，在设计过程中，采用模块化设计，把整个设计划分为不同的模块。采用流水线设计加快实现速度。测试结果表明，硬件系统可以满足方案的性能要求。 |
| 作者： | 赵伟强 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 肖晓强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 国防科学技术大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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