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高速公路场景下基于位置信息的车联网路由协议研究
| 论文题名： | 高速公路场景下基于位置信息的车联网路由协议研究 |
| 关键词： | 车载车联网;路由协议;位置信息;高速公路移动模型 |
| 摘要： | 随着汽车工业、通信和移动互联网产业的迅速发展，三者结合的产物车联网逐渐成为国内外的研究热点。车联网是以车载自组织网络为基础，通过GPS、RFID、传感器和车载无线通信终端等硬件设施，实现车-车、车-路通信的无线多跳网络。车联网能够实现智能化交通管理和实时的信息服务，为车辆提供多种安全和非安全的应用。基于位置信息的路由协议能够保证车联网场景下车辆间数据传递的可靠性和及时性，本文在对已有的MANET网络路由协议进行分析总结的基础上，充分利用车辆位置和运动状态信息，提出一种适用于高速公路场景的基于位置信息的路由协议。 通过总结分析已有的MANET网络路由协议，发现这些路由协议在车联网复杂的场景下性能均存在一定问题。车联网路由协议设计必须同时考虑车辆移动模型和无线链路的质量，所以论文首先研究了适合车联网场景下车辆的移动模型，并且以高速公路移动模型为基础分析此场景下的无线信道模型，以此推导出车辆的链路中断概率的分布函数和链路持续时间的分布函数。通过以上分析，定量刻画了车辆间链路质量，建立车辆间链路的持续时间函数，为路由协议的设计做参考。 通过分析AODV协议和GPSR协议在车联网场景下存在的问题，本文提出基于车辆移动方向和基于“分级”机制的路由转发策略，此策略实现了定向广播路由查找信息，避免了邻居节点间重复广播。路由选择以每条链路的持续时间为尺度，在目的节点构建一个有向图，选择从源节点到目的节点链路持续时间最大的一条路径作为路由方案，有效保证了信息传递过程中链路的稳定可靠。从理论上分析本文提出的路由协议对比AODV协议和GPSR协议，在路由发现和选择阶段的时延、跳数、开销方面的优点和不足。 在高速公路移动场景下，仿真测试本文提出的路由协议和AODV协议、GPSR协议在端到端时延和丢包率方面的性能表现。通过在不同车辆密度下得到的仿真结果得出:除了车辆稀疏的场景外，本文所提出的路由协议在降低分组传输时延和丢包率方面较另外两种协议有明显的优势。在车辆稀疏场景下，对本文所提出的路由协议的路由选择阶段进行改进，降低了此情况下的端到端时延。本文最后的结论是，本文提出的基于位置信息的路由协议比传统的AODV协议和GPSR协议更适合在车联网场景下应用。 |
| 作者： | 张鹏辉 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 谈振辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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