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车载自组网中负载均衡路由算法研究
| 论文题名： | 车载自组网中负载均衡路由算法研究 |
| 关键词： | 车载自组网;负载均衡;网络编码;机会路由;最小有限域;交通预警 |
| 摘要： | 随着无线通信技术的不断成熟，车载自组网作为交通预警以及因特网服务接入的一种新的应用模式成为近年来学术界和工业界的研究焦点。它集数据采集、处理以及无线通信于一体，具有环境自适应的特点。由于车辆规模的不断增加，以及人们无时不刻对信息的需求，车载自组网有着广泛的应用前景。车载自组网规模庞大、节点数目多、分布不均匀，且移动速度快，导致网络拓扑变化频繁、链路寿命短，如何充分挖掘网络传输潜力，保证服务实时性、有效性是车载自组网能真正走向应用的基础，对车载自组网中的路由机制的研究具有较大的意义。 根据目前车载自组网中路由算法存在的负载均衡机制不完善的缺点，结合无线Mesh网络多层异构的结构特点，提出了一种多层分簇车载自组网络模型。利用车内GPS系统提供的地理位置信息，以事件为驱动、辅以拥塞监控和路由切换机制，设计了一种网络负载均衡的路由协议。定义前向节点集，通过节点收集的两跳邻居信息，建立彼此相互监听的节点集合，以有效避免节点集内部“隐藏终端”问题。在网络连通性较差时，算法切换为随机路由，通过获取邻居位置和移动信息，预判邻居所处位置，确定前向节点集基准节点，建立前向节点集。依靠负载均衡、路由切换、前向节点集多播机制，保证网络在连通性较差、负载繁重时的服务质量。 网络编码是一种新的路由思路，准许中间节点参与对消息的处理，能极大的提高网络吞吐量。将网络编码应用到车载自组网中，节点根据局部拓扑信息，结合最大距离可分码，确定不同的发送速率，同时得到信源所需最小有限域，从有限域中选取不同的非零变量构建全局编码矩阵，并将矩阵列向量作为编码规则下发下游节点，达到指导各中间节点编码的目的，这样可以确保全局编码矩阵满足一定的线性无关特性，使目标节点成功解码。以此可以降低通信过程冗余量，保证解码效率。 通过仿真实验分析了新算法在时延、吞吐量方面的性能。仿真结果表明，该算法有效减少了节点通信次数，降低了通信干扰，均衡网络负载，充分挖掘了网络的潜力。 |
| 作者： | 卢真 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 罗娟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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