基于信道传播模型的车载网V2X通信协议研究随着汽车工业及人工智能的加速发展,汽车在给人们生活带来方便与快捷的同时,也带来一些交通拥堵的问题。车载自组网(Vehicles Ad-Hoc Networks,VANETs)的相关技术作为智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)的最重要的部分,受到国内外研究者广泛关注。 VANETs主要任务是实现车辆与车辆之间(Vehicles to Vehicles,V2V)以及车辆与道路设施之间(Vehicles to Road Side Units,V2R)的信息交换。通过频繁的信息的交互,为实现道路上的无人驾驶提出了可靠的技术保障。 因此,在复杂的城市环境下设计性能良好的VANETs路由协议是本文的研究的核心问题。针对复杂多变的城市场景,本文提出一种改进的Nakagami-m信道传播模型来模拟环境的变化,将信息传输方式分为视距(Line of Sight,LOS)和非视距(Not Line of Sight,NLOS)两种传输方式。 在构建的城市信道模型的基础上,本文提出一种基于Nakagami-m中断概率的V2X通信协议(V2X Communication protocol based on Nakagami-m Outage Probability,VCNOP),其主要的工作优势有以下三点:(1)采用动态信标机制来进行车辆间信息的交互,其动态信标周期的大小与车辆的速度和车辆所在道路的密度两个因素有关,该机制有效的减少广播风暴的发生。(2)考虑基于路边基础单元(Road Side Units,RSU)辅助的路径选择机制,在传递信息时优先考虑RSU作为中继节点,借助RSU来提高车辆传递信息的准确性和实时性。 (3)在选择中继节点时考虑车辆与邻居节点的信道中断概率,相对速度,归一化的距离这三个因素,使用层次分析法来计算这三个影响因素的权重值,进而提高选出最优下一跳的概率。在仿真过程中,使用SUMO软件处理选择的真实场景的
Mesh 无线自组网系统 一、MESH简介 Mesh无线自组网系统是采用全新的“无线网格网”理念设计的移动宽带多媒 体通信系统。系统所有节点在非视距、快速移动条件下，利用无中心自组网的分布式网络构架，可实现多路语音、数据、图像等多媒体信息的实时交互。同时，系统支持任意网络拓扑结构，每个节点设备可随机快速移动，系统拓扑可随之快速变化更新且不影响系统传输，整体系统部署便捷、使用灵活、操作简单、维护方便。 二、系统优势
?无中心组网，可应需灵活部署，无需机房及传输网等基础设施支持，能够任意架设组网，可通过多跳中继组网，进而扩大覆盖范围。 ?专网专用，无线传输链路无任何链路费用或者流量费用。 ?支持分级分组及漫游组网，实现扩大系统通信容量。 ?具备跳频功能，有效提升抗干扰、抗跟踪能力;引入数字滤波功能，有效抑制远端干扰。同时，采用ARQ传输机制，降低数据传输丢失率，提升数据传输可靠性。 ?数据透传支持各种业务数据无差异化透传。具备宽带传输能力，可支持清晰语音、宽带数据和高清视频等多媒体业务。 ?图像具备自适应调整能力，充分保障数据、视频等业务的连续性和流畅性。 ?采用COFDM技术，抗多径能力强。 ?采用双天线，天线1与天线2支持TDD双发双收，可发射/接收分集。 三、应用领域 无线Mesh自组网系统可满足大型活动安保巡逻、城市反恐维稳指挥、抢险救援指挥调度、消防应急通信指挥、舰船编队岸海互通等多种复杂通信需求，
广泛适用于警队、消防、电力、石油、水利、林业、广电、医疗、水上及空中通信等部门领域。 四、系统特点 无中心同频自组网 Mesh无线自组网系统为无中心同频系统，所有节点地位对等，单一频点支持具备TDD双向通信，频率管理简单，频谱利用率高。任意节点设备在网络中均可作为末端节点、中继节点或指挥节点使用。在任何时间任何地点，不依靠任何其它的固定通信网络设施(如光纤、铜缆等)，可迅速建立无线通信网络。所有无中心同频自组网设备，包括室外固定台、车载台及单兵便携台等，只需开机上电就可自动组成无线网状网，相互之间实时通信。
研究生学位论文 高速移动自组网OLSR路由协议研究与改 进 年级二○○四级 姓名 申请学位级别硕士 专业计算机应用技术 指导教师
Classified Index: TP393.04 U.D.C: 618.14 Southwest Jiaotong University Master Degree Thesis RESEARCH AND IMPROVEMENT OF OLSR PROTOCOL FOR MANET Grade: Candidate: Academic Degree Applied for: Master Major: Computer Application Technology Supervisor:
摘要 本论文所反映研究工作的背景是四川省网络通信技术重点实验室与××研究院的合作预研项目：“无人机战术网”（UAS-TN –Unmanned Aircraft System Tactic Network）。由于该网络的节点工作于敌对的空间，通信条件恶劣；因此，有必要重新审视传统的自组网络的体系结构和相关路由技术，所以，本项目的研究重点是以自组网络中使用最广的路径信息交换协议和路径选择算法为对象，针对UAS-TN的需要进行适应性的改进。在本项研究中，笔者以自组网络中先应式路由协议的代表——OLSR（Optimized Link State Routing最优化链路状态）路由协议为对象，对该协议的性能进行了分析和仿真实验；根据实验结果进一步探讨了对该协议的改进方案。笔者具体的研究工作和贡献包括： ?由于节点的高速移动性,现有的OLSR（Optimized Link State Routing） 路由协议在选取MPR（Multipoint Relay多点中继）集时没有考虑到一定的冗余,这样使得占用大量网络协议资源选择的路由信息在很短的时间内变的不可达,从而不得不重新选择路由,这样势必造成很大的带宽和资源浪费。本文的重点是重新定义MPR集算法,使其具有高实效性，适合自组网多变的拓扑，同时这样选择出的MPRs使得泛洪数据具有一定的冗余性，也是针对无线网可靠性不高所做的调整。 ?由于新选择的MPRs具有一定的冗余性，在利用现有路由信息的条件下采 用适当的选择算法寻找一条基于多径路由协议后备路由，在主路由出现断链或阻塞时及时切换到后备路由，这样会大大减少路由丢包率和时延。 由于传统的多路径会出现同一链路被多条路径重复选择而造成信道冲突数据包丢失的情况，本文的重点是利用现有的链路状态信息选择备用路由，实现路由协议的改进。 ?通过仿真（OPNET）平台，实现重新定义适合快速移动Ad Hoc网络体系 结构的基于OLSR的MPR集和后备路由算法，并得出改进后的相关结果与分析。 关键词：UAS-TN，路由协议，OLSR，MPR，后备路由
无线自组织网络路由协议概述 作者：唐敏赵贵 摘要：移动自组网由一组带有无线收发装置的移动节点组成，用来为远程操作、战场和地震或者洪水救援等紧急通信和易变的移动通信提供服务。由于移动自组网与有线网的区别，使得为移动自组网设计一个合适的分布式路由协议具有一定程度上的难度。本文主要是介绍了DSR和ADOV协议以及与有线网络中DV路由协议的区别。 关键词：无线自组网、DSR、ADOV 无线自组织网络即MANET(Mobile Ad Hoc Network)，是一种不同于传统无线通信网络的技术。传统的无线蜂窝通信网络，需要固定的网络设备如基地站的支持，进行数据的转发和用户服务控制。而无线自组织网络不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网，通信时，由其他用户节点进行数据的转发。这种网络形式突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，能够更加快速、便捷、高效地部署，适合于一些紧急场合的通信需要，如战场的单兵通信系统。但无线自组织网络也存在网络带宽受限、对实时性业务支持较差、安全性不高的弊端。目前，国内外有大量研究人员进行此项目研究。 无线自组织网络(mobile ad-hoc network)是一个由几十到上百个节点组成的、采用无线通信方式的、动态组网的多跳的移动性对等网络。其目的是通过动态路由和移动管理技术传输具有服务质量要求的多媒体信息流。通常节点具有持续的能量供给。 由于Adhoc网络具有节点节电、减少带宽消耗、拓扑快速变化、适应单向信道环境等多方面的要求，使得现有的IP路由协议，如RIP（选路信息协议）和OSPF（开放最短路径优先协议）等不能满足要求，Adhoc网络路由协议的设计具有很大难度。IETF的MANET工作组重点研究无线Adhoc中的路由协议。主要有如下几种草案： 1.AODV（AdhoconDemandDistmceVectorRouting）Adhoc网络的距离矢量路由算法。 2.TORA（TemporallyOrderedRoutingAlgorithm）临时顺序路由算法。 3.DSR（DynamicSourceRouting）动态源路由协议。 4.OLSR（OptimizedLinkStateRoutingProtocol）优化的链路状态路由协议。 5.TBRPF（TopologyBroadcastBasedonReversePathForwarding）基于拓扑广播的反向路径转发。 6.FSR（FisheyeStateRoutingProtocol）鱼眼状态路由协议。 7.IERP（theInterzoneRoutingProtocol）区域间路由协议。 8.IARP（theIntrazoneRoutingProtocol）区域内路由协议。 9.DSDV（DestinationSequencedDistanceVector）目标序列距离路由矢量算法。 下面我将重点就DSR和AODV两种协议进行介绍。 (一)．DSR（DynamicSourceRouting）动态源路由协议。
移动自组网中避洞路由协议 移动自组网(Mobile Ad-hoc NETworks,MANETs)是一种没有基础设施支持的无线网络,具有多跳、无中心、自组织、可移动等特点,使得移动自组网组网方便、快捷,不受时间和空间限制,可应用于紧急救援、战场、探险、远距离或危险环境中的目标监控等场合,因而具有很广阔的应用前景。路由技术是移动自组网中的关键技术,也是影响网络整体性能的最主要的因素之一。由于节点的移动性,造成网络拓扑结构始终处于不稳定状态,使得在移动自组网中经常出现一片一片的无节点区域也就是所谓的洞。本文将在基于洞影子路由协议的基础上,对大规模移动自组网中的避洞的路由协议进行研究。本论文提出了一种基于洞椭圆化的避洞路由协议(HRR),其基本思想是在洞边界的节点首先利用右手规则绕洞转一圈,收集洞边界节点的信息,进而把洞规则化为一个椭圆,然后再把洞的信息向外广播,这样就可以解决洞经常引起的局部最优化问题。该协议与GPSR相比较也缩短了路径长度,降低了路由延迟。本论文还提出了一种基于锚点的避洞路由协议(GAR),该协议首先利用锚点发现算法进行锚点的发现,然后利用锚点路由算法建立任意相邻锚点之间的路径,进而可以直接利用贪婪算法进行数据转发,从而进一步在HRR算法的基础上缩短了路径。通过对上述的路由协议进行模拟仿真,结果表明,本文所提出的HRR路由协议和GAR能较好地解决局部最优化问题,在大规模的网络环境下,也能够取得良好的性能。 同主题文章 [1]. 于翔. 蔓延的网格' [J]. 微电脑世界. 2002.(19) [2]. 龚强. 关于网格特征的研究' [J]. 信息技术. 2004.(10) [3]. 曹仲霖. 悄然到来的网格浪潮' [J]. 互联网周刊. 2002.(04) [4]. 欣. 网格棋局' [J]. 软件世界. 2004.(02) [5]. 任浩. 规避网格泡沫' [J]. 信息系统工程. 2004.(01) [6]. 丁甲. 谁在旁观网格' [J]. 信息系统工程. 2004.(09) [7]. 刘玉昕,马小雨. 网格——信息技术的下一个浪潮' [J]. 郑州经济管理干部学院学报. 2004.(04) [8]. 网格' [J]. 科技广场. 2002.(05)
2012-11-07 14:33 183人阅读评论(0) 收藏举报 与单跳的无线网络不同，自组网节点之间需通过多跳数据转发机制进行数据交换，每个节点都可能充当其它节点的路由器。无线信道质量的不规则变化，节点的移动、加入和退出等均会引起网络拓扑结构的动态变化。自组网路由协议的作用就是在这种环境中，监控网络拓扑结构的变更，交换路由信息，定位目的节点位置，产生、维护和选择路由，提供网络的连通性。路由协议是移动节点互相通信的基础。 常规的路由协议，如路由信息协议（RIP）[29]和开放式最短路径互连（OSPF）[30]是为有线网络而设计的，它们的拓扑结构相对固定，不会出现大的网络结构变化。自组网结构则是动态变化的，若仍使用常规路由协议，则将会在路由发现和维护上付出很大的代价，而全网路由也可能始终处于不收敛状态。除此之外，自组网不能采用常规路由协议还包含如下几种方面的原因： （1）自组网中主机间的无线信道可能是单向的； （2）若仍使用常规路由，则无线信道的广播特性将产生许多冗余链路； （3）常规路由协议路由信息的周期性广播更新报文会消耗大量的网络带宽。由于无线信道本身的物理特性，它所能提供的网络带宽相对有线信道要低得多。此外，考虑到竞争共享无线信道产生的碰撞、信号衰减、 噪音干扰、信道间干扰等多种因素，节点可得到的实际带宽是远远小于理论上的最大带宽值； （4）无线移动终端的局限性。移动终端在带来移动性、灵巧、轻便等好处的同时，其固有的特性，例如采用电池一类可耗尽能源提供电源，内存较小，CPU性能较低等要求路由算法简单有效，实现的程序代 码短小精悍，需要考虑如何节省能源等。而常规路由协议通常基于高性能路由器作为运行的硬件平台，没有上述的限制。 由于自组网路由协议对自组网的重要性，它便成了研究的一个热点。到目前为止，已经有相当多的标准和草案推出。当前提出的自组网路由协议可依两种标准进行分类，一是以触发时机进行分类，一是以网络拓扑结构进行分类。 2.1依据触发时机分类 根据路由触发原理，目前的路由协议可分为三类： 1）基于路由表驱动（Table Driven）的路由协议 2）按需驱动（On-Demand Driven）的路由协议
西南交通大学 研究生学位论文 高速移动自组网OLSR路由协议研究与改进
Classified Index: TP393.04 U.D.C: 618.14 Southwest Jiaotong University Master Degree Thesis RESEARCH AND IMPROVEMENT OF OLSR PROTOCOL FOR MANET Grade: 2004 Candidate: Zhang Hong Academic Degree Applied for: Master Major: Computer Application Technology Supervisor: Dou Jun Feb.2007
摘要 本论文所反映研究工作的背景是四川省网络通信技术重点实验室与××研究院的合作预研项目：“无人机战术网”（UAS-TN –Unmanned Aircraft System Tactic Network）。由于该网络的节点工作于敌对的空间，通信条件恶劣；因此，有必要重新审视传统的自组网络的体系结构和相关路由技术，所以，本项目的研究重点是以自组网络中使用最广的路径信息交换协议和路径选择算法为对象，针对UAS-TN的需要进行适应性的改进。在本项研究中，笔者以自组网络中先应式路由协议的代表——OLSR（Optimized Link State Routing最优化链路状态）路由协议为对象，对该协议的性能进行了分析和仿真实验；根据实验结果进一步探讨了对该协议的改进方案。笔者具体的研究工作和贡献包括： ?由于节点的高速移动性,现有的OLSR（Optimized Link State Routing） 路由协议在选取MPR（Multipoint Relay多点中继）集时没有考虑到一定的冗余,这样使得占用大量网络协议资源选择的路由信息在很短的时间内变的不可达,从而不得不重新选择路由,这样势必造成很大的带宽和资源浪费。本文的重点是重新定义MPR集算法,使其具有高实效性，适合自组网多变的拓扑，同时这样选择出的MPRs使得泛洪数据具有一定的冗余性，也是针对无线网可靠性不高所做的调整。 ?由于新选择的MPRs具有一定的冗余性，在利用现有路由信息的条件下采 用适当的选择算法寻找一条基于多径路由协议后备路由，在主路由出现断链或阻塞时及时切换到后备路由，这样会大大减少路由丢包率和时延。 由于传统的多路径会出现同一链路被多条路径重复选择而造成信道冲突数据包丢失的情况，本文的重点是利用现有的链路状态信息选择备用路由，实现路由协议的改进。 ?通过仿真（OPNET）平台，实现重新定义适合快速移动Ad Hoc网络体系 结构的基于OLSR的MPR集和后备路由算法，并得出改进后的相关结果与分析。 关键词：UAS-TN，路由协议，OLSR，MPR，后备路由
车载通信系统 1 Frontier topics 2 Typical problems 3 Related algorithms or protocols
车载自组网 ?出现的背景： 道路交通事故成为全球性公共安全问题，交通事故因其极强的“杀伤力”成为世界“头号杀手”，在2003年ITU-T的汽车通信标准化会议上，各国专家正式提出车载网络VANET(vehicle ad hoc networks)车载自组网是专门为车辆间通信而设计的自助式网络。
VENET 网络 特点： 具有ad hoc的基本特点：无中心和自组织性，动态的拓扑网络，多跳路由，无线传播，移动终端便携，安全性差 具有自身的特点： 1 节点高速移动，拓扑结构变化快，路径寿命短 2 节点移动具有一定的规律性 3 无线信道质量不稳定，受到多种因素的影响 4 GPS和电子地图相结合，利用路径规划功能，使路由策略的实现变得更为简单
车载网络通信系统结构： 车间通信（IVC iner vehicle communication ）车与车通信系统（V2V,vehicle-to-vehicle communication） 车与路边基础设施通信系统（V2I vehicle -to-infrastucture communication ）
?V2V 通信使车辆能够通过多跳的方式进行自动互联，起到车辆运行的安全和疏导交通流量的作用。 ?V2I 通过路灯、加油站等作为接入点的网关，连接到其他固定或移动通信网络上，如根据车辆运行情况在交叉路口调度信号灯，路边加油站及服务区向车辆提供服务等，应用开展有赖于路边设施，投资比较大
湖南城市学院本科毕业设计（论文）诚信声明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业设计（论文）作者签名： 二○一○年五月二十日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (2) Key words (2) 1 绪论 (3) 1.1 课题研究的背景 (3) 1.2 国内外研究现状 (3) 1.3 本课题研的研究内容和方法 (4) 2 无线自组网 (4) 2.1 无线自组网的产生和发展 (4) 2.2 无线自组网的特征 (5) 2.3 无线自组网应用领域 (5) 2.4 无线自组网体系结构 (6) 3 网络模拟器NS2 (7) 3.1 NS2简介 (7) 3.2 NS2组成部分 (9) 3.3 NS2模拟基本流程 (10) 4 无线自组网路由协议 (11) 4.1 无线自组网与传统移动通信网络的区别 (11) 4.2 无线自组网路由协议分类 (11) 4.3 几种典型的无线自组网路由协议 (12) 4.3.1 目的序列距离矢量路由协议DSDV (12) 4.3.2 按需平面距离矢量路由协议AODV (12) 4.3.3 动态源路由协议DSR (13) 4.3.4 临时排序路由算法TORA (13) 4.4 路由协议性能评标准 (14)
5 无线自组网路由协议的仿真 (14) 5.1 移动节点 (14) 5.1.1 移动节点的结构 (15) 5.1.2 移动节点的创建 (15) 5.1.3 移动节点的运动 (16) 5.2 无线自组网路由模拟的实现 (17) 5.2.1 无线自组网路由协议场景的构建 (17) 5.2.2 TCP代理的创建和设置 (17) 5.2.3 仿真参数的设置 (17) 5.3 仿真结果分析 (18) 5.3.1 动画演示工具nam (18) 5.3.2 无线Trace文件格式 (19) 5.3.3 数据分析工具gawk (20) 5.3.4 绘图工具gnuplot (20) 5.3.5 仿真结果分析 (21) 结论 (25) 参考文献 (27) 致谢 (29)