安全緊急消息是車聯(lián)網(wǎng)需要傳輸?shù)淖钪匾男畔?對于智能交通系統(tǒng)中關(guān)注的車輛安全、交通擁堵等有著很關(guān)鍵的作用。但是由于車聯(lián)網(wǎng)中作為網(wǎng)絡節(jié)點的車輛運動速度較快,使得網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)變化頻繁,節(jié)點之間的通信鏈路不穩(wěn)定,因而導致安全消息不能及時可靠的進行轉(zhuǎn)發(fā)、傳遞�；谶@些問題和實際需求,本文提出一種基于位置預測的安全消息廣播機制SMLP。SMLP廣播算法主要是通過V2V通信來實現(xiàn)的,算法分為三個步驟進行,首先根據(jù)鄰居節(jié)點的位置和方向預測其未來的位置信息,其次是選擇最優(yōu)中繼節(jié)點,最后讓此中繼節(jié)點將安全消息廣播出去。在選擇最優(yōu)中繼節(jié)點階段中,本算法克服GPSR路由協(xié)議每次都選擇距離目的節(jié)點最近的鄰居節(jié)點作為下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點引起的鏈路不穩(wěn)定等不足,進一步考慮了節(jié)點之間的連續(xù)連通時間和鄰居節(jié)點的方向等因素,引入了節(jié)點連通時間、方向系數(shù)和距離系數(shù),并將這些因素組合加權(quán)定義了一個穩(wěn)定系數(shù),SMLP選擇穩(wěn)定系數(shù)最大的鄰居節(jié)點作為下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。為了驗證算法的有效性和適用性,本文使用交通流仿真軟件VanetMobiSim和網(wǎng)絡性能仿真軟件NS2進行了不同場景下的聯(lián)合仿真,對比了 SMLP和GPSR路由協(xié)議的各種性能指標。仿真結(jié)果表明,相對于GPSR路由協(xié)議,SMLP降低了數(shù)據(jù)包傳送過程中的丟包率和平均端到端時延,提高了網(wǎng)絡的吞吐量,能夠很好地適用于交通系統(tǒng)的安全消息的傳輸。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：U495
【部分圖文】：

圖 1-3 車聯(lián)網(wǎng)通信模型Fig.1-3 Communication model of IOV車聯(lián)網(wǎng)的各個組成部分之間是如何配合工作的，這就涉及到車聯(lián)網(wǎng)的基本通信模式，主要有以下三種：（1）車與車之間的通信(Vehicle to Vehicle, V2V)【13】，實質(zhì)上是車輛上配置的 OBU 之間的通信。V2V 通信采用 DSRC 通信技術(shù)和無線傳輸技術(shù)，結(jié)合車載導航系統(tǒng)實時獲得汽車的位置、速度、方向等信息，將這些信息進行融合處理，實現(xiàn)車輛之間的信息傳輸與實時共享。此種通信模式是車聯(lián)網(wǎng)中的主要通信方式，為車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起到了很大的推動作用。（2）車與路邊單元之間的通信(Vehicle to Roadside, V2R)【14】，即 OBU 和 RSU 之間的通信。一方面 RSU 作為路邊固定設(shè)施，由于其位置固定，因此可以準確的為車輛提供附近交通狀況的信息，并且與移動節(jié)點之間建立的鏈路更穩(wěn)定。但是另一方面，由于 RSU的部署耗費人力物力，價格昂貴，并且大部分地區(qū)還不具備此客觀條件，因此使用范圍還不是很廣泛，但是在仿真中可以將其作為一個考慮因素。（3）V2V 和 V2R 的混合通信，從以上兩種通信模式可以看出，不考慮成本的前提

每個節(jié)點都保存一張鄰居節(jié)點列表，列表的每一 ID 號、坐標和時間戳等信息。當一個節(jié)點需要向目的節(jié)點發(fā)送S，目的節(jié)點為 D，如圖 2-1 所示，貪婪轉(zhuǎn)發(fā)過程如下： D 是否在 S 的無線傳輸范圍內(nèi)，如果不在，則進入第（2）步步；源節(jié)點距離目的節(jié)點的距離 dSD；源節(jié)點的所有鄰居節(jié)點距離目的節(jié)點的距離，并選取一個最小 dFD小于 dSD，說明在源節(jié)點的鄰居節(jié)點中有距離目的節(jié)點更近選取 F1 作為下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；1 看作是新一輪的源節(jié)點，重復以上四步；據(jù)包直接發(fā)送給目的節(jié)點 D。驟，就可以在圖 2-1 中找到一條 S 到 D 路由，即 S-F1-F2-F3-F并不是對任何情況都適用。注意在步驟（4）中只分析了 dFD小大于 dSD時，即源節(jié)點的所有鄰居節(jié)點都比源節(jié)點距離目的節(jié)入到死循環(huán)當中，具體情況如圖 2-2 所示，稱這種情況為為局

圖 2-2 局部最優(yōu)情況Fig.2-2 Local optimal situation鄰居節(jié)點列表中找不到比自己距離目的節(jié)點更近，此時就需要周邊轉(zhuǎn)發(fā)模式來處理路由空洞現(xiàn)象 S 的無線覆蓋范圍內(nèi)，只有兩個鄰居節(jié)點 F1 和距離，此時將進入周邊轉(zhuǎn)發(fā)模式。此種模式使是指目的節(jié)點始終在所選路線的右側(cè)，并且下一得到的路由就為：S-F1-F2-F3-D。

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本文編號：2821045