基于分簇的车载自组网可信路由协议研究

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随着汽车工业技术的不断提升和道路交通的快速发展,车辆行驶安全成为人们在使用交通工具时最为关心的问题。为了使车辆在道路上安全、有序的行进,车辆间的通信及其通信技术逐步被人们重视,也成了学术界的研究热点。车载自组网(VANET, vehicular ad-hoc network)就是在无线自组网的基础上,针对搭载在车辆及道路上的传感器和车辆行驶的特点,形成的新型无线传感器自组织网络。Ad Hoc体系结构可以分为:平面式和分簇式,根据车载自组网的特性,更适合采用分簇的路由协议以反映其拓扑快速变化和车辆的移动。在现有的分簇路由协议中,WCA (Weighted Clustering Algorithm)是一种基于权重的分簇算法,将车载网络中节点的交通相关信息作为加权因子。实验证明其显著提高了分簇算法性能,具有良好的负载均衡,但WCA算法存在一些安全隐患。为此,本文提出一种新型可信路由协议trust-WCA算法,将节点在时间段内接收和发送数据包的情况作为节点的信誉值,并且将信誉值变化率作为新的加权因子加入选择簇头时使用,设置信誉值阈值负责发现和排除自私节点,从而形成了新的可信路由算法trust-WCA。提出的算法不仅保持了WCA算法原有的高性能和良好的负载均衡能力,而且解决了存在自私节点(只接收数据包,但不转发)时会引起的通信阻塞及高负载。最后,利用QUALNET和MATLAB对算法进行仿真实验,将trust-WCA算法和WCA算法在分组到达率、端对端平均时延等方面进行对比分析。仿真结果表明,该算法在存在自私节点的情况下,能保持良好的通信效果,提高了网络的性能和可信度。
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