【摘要】：在車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)VANET(Vehicular Ad Hoc Networks,本文中簡(jiǎn)稱:車(chē)載網(wǎng)絡(luò))中,車(chē)輛之間通過(guò)無(wú)線技術(shù)進(jìn)行互相連接。在現(xiàn)實(shí)中,車(chē)輛在道路中的位置會(huì)不斷變化,因此車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有變化迅速以及不可預(yù)測(cè)的特性。車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中所具有的多跳路徑、車(chē)輛快速移動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大等特征,使得設(shè)計(jì)高性能的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議極具挑戰(zhàn)性。軟件定義車(chē)載網(wǎng)絡(luò)結(jié)合軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與車(chē)載網(wǎng)絡(luò),通過(guò)將車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)平面與控制平面分離,控制邏輯集中到控制器上,能夠獲得全局網(wǎng)絡(luò)信息,并作出全局最優(yōu)的決策,從而提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。本文首先介紹了傳統(tǒng)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)與軟件定義車(chē)載網(wǎng)絡(luò)之間的差別、軟件定義車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的特征與優(yōu)勢(shì);以及車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中的一些經(jīng)典路由協(xié)議的工作原理、特點(diǎn)和不足。然后,本文結(jié)合軟件定義車(chē)載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的特征,提出了一種基于地圖的軟件定義車(chē)載網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議 MBSDR(Map-based Software Defined Routing Protocol)。路由設(shè)計(jì)主要包含信息收集及路由請(qǐng)求、數(shù)據(jù)最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)路徑選擇、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略和路由修復(fù)機(jī)制四個(gè)部分。信息收集及路由請(qǐng)求闡述了軟件定義車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中,控制器對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的收集過(guò)程以及節(jié)點(diǎn)的路由請(qǐng)求過(guò)程;數(shù)據(jù)最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)路徑選擇,結(jié)合豐富的地圖信息(如路口位置、道路位置和道路長(zhǎng)度信息等)及車(chē)輛的移動(dòng)信息,選擇出一條連通性好且長(zhǎng)度最優(yōu)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑;在數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)策略上,由于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)在路口改變方向轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)容易受到建筑物的影響,將轉(zhuǎn)發(fā)策略分為了路段轉(zhuǎn)發(fā)和路口轉(zhuǎn)發(fā)兩種不同策略,此外,為了減少路口轉(zhuǎn)發(fā)的影響,簡(jiǎn)化了路徑中的路口序列;路由修復(fù)機(jī)制是當(dāng)鏈路連接提前失效時(shí)的一種路由修復(fù)過(guò)程。最后,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),在不同的節(jié)點(diǎn)數(shù)量、最大速度限制和數(shù)據(jù)發(fā)送速率條件下,仿真結(jié)果分析得知,MBSDR在數(shù)據(jù)分組投遞率和平均端到端時(shí)延性能指標(biāo)上都優(yōu)于DSDV、AODV和GPCR路由協(xié)議。
【圖文】：

路邊基礎(chǔ)設(shè)施能作為連接到網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，因此數(shù)據(jù)信息能在某處（比如，云逡逑計(jì)算）被收集、保存和處理。車(chē)輛通信可以直接在車(chē)輛之間通過(guò)一跳來(lái)完成，或逡逑者通過(guò)多次傳輸，實(shí)現(xiàn)多跳通信。如圖２．１所示為傳統(tǒng)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，在車(chē)載逡逑網(wǎng)絡(luò)中，在道路旁有許多路邊單元（Ｒｏａｄ邋Ｓｉｄｅ邋Ｕｎｉｔ，邋ＲＳＵ），它們宣接與骨干網(wǎng)相逡逑連，作為固定的中繼節(jié)點(diǎn)，從而確保數(shù)據(jù)能夠安全有效的進(jìn)行傳輸。在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)逡逑中，，每輛車(chē)都會(huì)裝備著車(chē)載單元（ＯｎＢｏａｒｄＵｎｉｔ，ＯＢＵ），車(chē)輛車(chē)載單元上安裝有逡逑無(wú)線收發(fā)模塊、處理器以及ＧＰＳ模塊，能直接與其它車(chē)輛進(jìn)行通信并獲得它們逡逑的位置信息。在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中主要采用ＩＥＥＥ８０２．１邋ｌｐ協(xié)議來(lái)保證車(chē)輛在高速移動(dòng)逡逑的狀態(tài)下能夠獲得較好的通信質(zhì)量。但車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中具有一些固有的特征：如間歇逡逑性連接、高動(dòng)態(tài)拓?fù)洹r(shí)延限制要求高等，這使實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)通信在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)逡逑中是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)逡逑７逡逑

ＯｐｅｎＦｌｏｗ提出的。軟件定義網(wǎng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上不是一種具體的技術(shù)，而是一種網(wǎng)絡(luò)架逡逑構(gòu)，一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的理念，而在多種南向接口協(xié)議中目前ＯｐｅｎＦｌｏｗ是最具影響逡逑力的。如圖２．３所示，ＯｐｅｎＦｌｏｗ是軟件定義網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)準(zhǔn)化的南向接口，它規(guī)定逡逑了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)和編輯方式，主要用于控制器與數(shù)據(jù)平面的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)逡逑備之間的通信。控制器通過(guò)ＯｐｅｎＦｌｏｗ來(lái)下發(fā)決策，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過(guò)ＯｐｅｎＦｌｏｗ逡逑來(lái)反饋信息到控制器。逡逑ｊｏＦ－逡逑ＯｐｅｎＦｌｏｗ邐Ｋｊｌｋ逡逑ｐ「0ｔ0？？丨逡逑Ｓｅｃｕｒｅ邋ｔ＾＊＊＊＊＇邐Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ逡逑Ｃｈａｎｎｅｌ邋｜逡逑Ｆｌｏｗ邋｜逡逑ＯｐｅｎＦｌｏｗ邋Ｓｗｉｔｃｈ逡逑圖２．邋３控制器通過(guò)ＯｐｅｎＦｌｏｗ協(xié)議與交換機(jī)通信逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U495;U463.67

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 常促宇;向勇;史美林;;車(chē)載自組網(wǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];通信學(xué)報(bào);2007年11期

本文編號(hào)：2603103