VANET中一种分布式路由协议MCCR.docVIP

VANET中一种分布式路由协议MCCR摘 要：研究了VANET（Vehicular Adhoc Networks）中多信道环境下基于合作机制的路由选择问题.提出将发送时延和链路冲突数作为路由判据的主要参数的思路，设计了一种新的路由判据MCCM（MultiChannel Contentionaware Cooperative Metirc），该判据综合考虑了路径内干扰和路径间干扰并反映出多信道环境对路由的影响.将MCCM路由判据应用到路由选择中，据此设计的路由算法能更好地适应VANET中的虚拟节点和虚拟链路，进而设计了一种全新的分布式路由选择协议MCCR（MultiChannel Contentionaware Cooperative Routing）.模拟实验结果表明，在节点稠密、网络负载大时，MCCR路由算法能有效提高网络性能. 关键词：VANET；MCCR；路由算法；吞吐率 中图分类号： TP393文献标识码：AMCCR—A Distributed Routing Protocol in VANET 车载自组织网络简称车载网络（Vehicular Adhoc Networks，简称VANET），是一种新型的正在发展中的移动自组织网络.VANET是具有高动态性的、快速移动的短程无线通讯网络，它是由在道路上的汽车之间（简称V2V）以及汽车与路边基础设施间（简称V2I）无线通信组成的自组织网络，车载网络有望支持的实际应用包括交通警告广播、动态路线规划等.然而VANET有着网络吞吐率不高等问题，制约了它的推广应用，因此提供稳定可靠的网络连接和提高吞吐率成为近来VANET研究的热点[1-3]. 与传统MANET不同的是：VANET具有节点移动迅速，网络拓扑结构变化频繁等特性[4-6].不少学者提出了各种路由协议来解决不同环境下VANET中的路由问题.无线Ad Hoc网络传统的路由协议根据路由发现过程的区别分为两大类：按需（Ondemand）路由协议和表驱动（Tabledriven）路由协议，它们都是单信道路由协议.一类是动态源路由协议DSR （Dynamic Source Routing），DSR是一种按需路由协议，它允许节点动态地发现到目的节点的多跳路由.另一类是基于目的节点序号距离矢量DSDV （DestinationSequenced DistanceVector）协议，DSDV[7]协议是基于BellmanFord路由机制的表驱动路由算法，在该算法中，每个节点维护一张路由表，该表包括网络内所有可能的目的节点和到那些目的节点的跳数值.每一条记录带有一序列号，该序列号是由目的节点分配的.该序列号使得节点可以区分过时的路由和最近的路由，从而避免路由环的形成. 湖南大学学报（自然科学版）2012年第11期揭志忠等：VANET中一种分布式路由协议MCCR 1 包含虚拟链路的网络模型及算法 为了提高VANET的吞吐率，采用多信道路由是一个趋势，若同时采用合作机制，则能有效地提高整个无线网络的吞吐率.本文构建了扩展的适应多信道基于合作机制的网络模型.设计了在多信道环境下有效的信道分配算法，以充分利用信道资源. 基于合作机制的VANET网络中，1-n或者n-1的通信方式使得网络的拓扑结构发生了改变.针对这些改变，引入虚拟节点和虚拟链路[8]的概念，构建扩展的包含虚拟链路的网络连通图和链路冲突图.本文为了简化分析，假设合作通信发生在两个节点之间，即n=2；设定虚拟链路的发送端和接收端中只能有一个是虚拟节点. 在基于合作机制的VANET网络中，引入了虚拟节点和虚拟链路，因此网络连通图也需要作相应的扩展.用G=（V，E）表示传统的网络连通图，G′=（V′，E′）表示在G的基础上扩展后的基于虚拟链路的网络连通图，假设在相互传输范围内的节点都可以进行合作通信.若G中存在两个在相互传输范围内的节点，则这两个节点在G′中构成一个虚拟节点；若G中存在其他节点和这两个节点同时通信，则在G′构成一条虚拟链路.如图1和图2所示.可以看到，基于虚拟链路的网络连通图中，对于一条从源节点A到目的节点D的数据流，从A到D可能的路径数目会增加，从而提高网络的吞吐率. 1