VANET中基于实时交通估计的多跳广播路由算法研究

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智能交通系统(Intelligent Transport System,ITS)是将现代通信技术、网络传感技术、云端和移动计算技术、智能终端和车路协同技术、智能时空网络控制技术等高新技术应用于整个交通管理体系,实现人车路更加全面的感知、更深度和更灵活的信息共享,对交通流实施动态监管和网络化智能控制,从而建立起一种广域、全方位的,实时、高效、精确的综合运输和管理系统。而车辆自组织网络(Vehicular Ad hoc Network, VANET)为车辆及路边单元间通信和ITS系统数据传输提供重要的系统支撑。鉴于车联网的高度动态的网络拓扑,有限的链路带宽和信道质量,通信距离有限和多跳自组织等特点,VANET网络研究中的一个关键问题是设计能够在各节点之间提供高链路质量、高接入效率及高传输可靠性的网络路由协议。从近期智能交通的需求和技术发展角度,VANET路由协议的研究主要集中在满足交通安全告警和实时路况广播两方面,这两种业务均需要通过广播和多跳转发的方式将信息传递给一定区域内的所有通信节点。近年来已有很多国内外的学者针对VANET中多跳广播路由协议中转发节点个数的抑制和安全广播信息传输的效率做了深入的研究,并提出了不少有效的方案。但总体来讲,一方面性能的提升,总会导致其他性能的削弱,各方案的整体效率依然不能满足车辆通信的应用需求。本文主要针对VANET网络的特点,提出一种基于实时交通估计的综合加权多跳广播路由算法(MBR-RTE)。本论文首次将实时交通估计在车辆和路况信息预判方面的优势应用到广播路由协议中,并设计综合加权算法合理选择转发节点,此外为进一步提高系统的可靠性,我们还采用了超时重传机制。理论分析和网络仿真结果均表明,与传统泛洪式算法和时隙坚持算法相比,本算法极大地减少了广播数据的冗余量,提高了网络资源利用率,保证了多跳广播路由的实时性和可靠性,该算法能够很好地满足高速环境下车联网安全信息高效可靠广播。
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