車輛自組網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分析與仿真畢業(yè)設(shè)計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 ....................................................................................... 6 車 載自組網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù) ............................................................................................. 7 車載自組網(wǎng)無線接入技術(shù) .................................................................................... 7 GPS 定位技術(shù) ........................................................................................................ 7 車載自組網(wǎng)路由協(xié)議 ........................................................................................... 8 2． 3 車載自組網(wǎng)路由協(xié)議的分類 ...................................................................................... 8 基于拓?fù)涞穆酚蓞f(xié)議 ........................................................................................... 9 基于地理位置路由協(xié)議 ..................................................................................... 10 基于地圖的路由協(xié)議 ......................................................................................... 12 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 12 第三章 NS2 模擬與仿真工具 ................................................................................................... 14 車載網(wǎng)算法的 NS2 仿真平臺構(gòu)建 ............................................................................... 14 網(wǎng)絡(luò)仿真的方法和一般過程 ....................................................................................... 15 NS2 的節(jié)點(diǎn)模型 ............................................................................................................ 15 NS2 移動節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建 .................................................................................................... 16 NS2 下無線傳輸?shù)哪芰磕Ｐ? ........................................................................................ 17 NS2 工具介紹 ................................................................................................................ 18 數(shù)據(jù)分析工具 awk 簡介 .................................................................................... 18 動畫演示的工具 NAM....................................................................................... 20 添加 GPSR 路由算法在 NS2 下 .................................................................................. 21 目錄 II 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 21 第四章 基于車載網(wǎng) GPSR 的改進(jìn)算法 ................................................................................... 23 車載網(wǎng) GPSR 算法的不足 ............................................................. 錯誤 !未定義書簽。在我看來，如果能夠?qū)崿F(xiàn)車輛間的通信，使得車輛之間能夠迅速、快捷的獲得其他車輛的信息，從而讓駕駛者能快速的做出正確的反應(yīng)，那么就可以很大限度的降低交通事故的發(fā)生，從而能在一定的程度上緩解道路的擁堵。移動自組織網(wǎng)絡(luò)不但能解決車輛間的通信，還能對于交通安全及車輛的智能化、便利化也有著非常重要的作用，對于提升車輛的信息化、自動化程度，甚至是擴(kuò)大到國防等應(yīng)用的領(lǐng)域， 都是具有著十分重大的意義的，所以已經(jīng)引起了各國研究機(jī)構(gòu)的很大興趣。從 2020年起，歐洲科學(xué)家們已經(jīng)分別開創(chuàng)了了 Car－ 2－ Car、 FleetNet、 WILLWARNE、 ADASE、COMCAR、 DRiVE、 CHAUFFEUR 2 等項目對車輛間的通信進(jìn)行研究，而美國也成立了 Vehicle Safety Consortium[3]，日本則成立了 Advanced Safety Vehicle Program，而且通過了兩個標(biāo)準(zhǔn)來用于研究車輛間的通信。仿真結(jié)果表明， GPSR 基于地理位置的路由協(xié)議由于是以最遠(yuǎn)距離的轉(zhuǎn)發(fā)，其比 AODV 更適用于車常州工學(xué)院延陵學(xué)院 3 載網(wǎng)應(yīng)用的這種環(huán)境，在相同的條件下，丟包更少，延時更短。 第三章 介紹了 NS2 模擬與仿真工具，網(wǎng)絡(luò)仿真的方法和一般過程， NS2 的節(jié)點(diǎn)模型， NS2 移動節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建， NS2 下無線傳輸能量模型，以及如何添加 GPSR 算法在 NS2下。 車載自組網(wǎng)概述 車載自組網(wǎng)的特點(diǎn) 移動自組網(wǎng)沒有預(yù)先指定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò) ,節(jié)點(diǎn)可以自由移動 ,網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時間不斷改變。 移動模型 公路和街道這些都是固定的，所以車輛必須在這些先前指定的路徑上運(yùn)動。 節(jié)點(diǎn)特性 車輛都能裝備一定的通信設(shè)備，能支持高速移動下的通信。 屬性 場景 車載自組網(wǎng) 無線自組網(wǎng) 地理環(huán)境 嚴(yán)格限制 無限制 運(yùn)動模式 有規(guī)律的運(yùn)動 無規(guī)律的運(yùn)動，隨機(jī)性大 延時要求 嚴(yán)格 一般 外圍設(shè)備 GPS 導(dǎo)航地圖 可能有 GPS，一般成本低 無線干擾 受高大建筑、交通狀況影響 360o通信，無干擾 應(yīng)用層 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路控制層 MAC 層 物理層 常州工學(xué)院延陵學(xué)院 7 MAC 層主要負(fù)責(zé)媒體的功率控制、服務(wù)質(zhì)量、公平接入等問題，主要用來解決檢測是否有沖突的發(fā)生與碰撞，隱藏終端和暴露終端的問題。應(yīng)用層面包括高速車輛之間以及車輛與 ITS 路邊基礎(chǔ)設(shè)施 ( 千兆赫頻段 )之間的數(shù)據(jù)交換。從設(shè)計方向來看 ,GPS 的定位精度低于“伽利略”。 全球定位系統(tǒng) (Global Positioning System)的定位技術(shù)。 車載自組網(wǎng)的路由協(xié)議的分類如下： 圖 23 車載網(wǎng)路由協(xié)議的分類 車載網(wǎng)路由協(xié)議的分類基于地圖的路由GPCR基于位置的路由基于拓?fù)涞穆酚蒅SRGPSRAODVOLSR常州工學(xué)院延陵學(xué)院 9 基于拓?fù)涞穆酚蓞f(xié)議 先前的車載自組網(wǎng)的路由協(xié)議大部分都來自于傳統(tǒng)的移動自組網(wǎng)，通過周期性的互動在節(jié)點(diǎn)之間傳遞信息，得到全網(wǎng)的范圍或者局部范圍內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)的路由。如圖 24 所示。 圖 26 數(shù)據(jù)包發(fā)送過程 基于地理位置路由協(xié)議 基于地 理位置路由協(xié)議使用鄰居節(jié)點(diǎn)和目的地點(diǎn)位置的信息來進(jìn)行路由選擇，GPSR［ 12］ 是最經(jīng)典的地理位置的路由協(xié)議，它是沒有狀態(tài)的，并且只用于維護(hù)鄰居節(jié)點(diǎn)間的信息。 SINK 查詢后，每個節(jié)點(diǎn)維護(hù) SINK 鏈表，為什么要 SINK 發(fā)送查詢包，是由于 SINK 節(jié)點(diǎn)不發(fā)送查詢包，僅只有 HELLO 包，每個節(jié)點(diǎn)無法查找到轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的路徑。 RightHand Rule：有多個鄰居的時候，選擇的。 基于地圖的路由協(xié)議 一直以來，基于地圖的路由協(xié)議可以被認(rèn)為是未來的發(fā)展方向，是各國政府、學(xué)者、工廠重點(diǎn)研究的課題之一。包括 MAC 層無線接入的方式、車載自組網(wǎng)路由協(xié)議和 GPS 定位技術(shù)的應(yīng)用。包括其中的參數(shù)包括信號的振幅、延時等等。可以對于有線和無線網(wǎng)絡(luò)上的組播協(xié)議、路由、 TCP 等都可以提供強(qiáng)大的支持，所以在科學(xué)研究中被廣泛的 采用。 NS2 中的構(gòu)件一般都作為一個 C++類來實現(xiàn)，同一時間會有一個 Otcl 類與它對應(yīng)， Otcl 類中主要提供 C++類中對象面向用戶的接口，這種方式稱為分裂的對象模型。 （ 4）設(shè)置 Trace 對象，分析保存在 Trace 中模擬過程的數(shù)據(jù)。 圖 31 NS2下的節(jié)點(diǎn)模型 S r c / S i n ka g e n tL LI F QM A CN e t I FR a d i o P r o p a g a t i o nC h a n n e lA R2 2 5P o r t d e m u xI PD e f a u l t t a r g e te n t r yA d d r常州工學(xué)院延陵學(xué)院 16 (1)Link Layer。當(dāng)傳送給更多的相同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)分組傳遞到 ARP 的模塊時，前面被緩存的分組就會丟失掉。在本論文中使用的 MAC的協(xié)議也為 802_11。 (8)Channel。 表示傳輸距離為 d時功率放大器的能力消耗。第一筆資料列為 ”＋ 1 2 cbr 1000?? 2 0 0”，第二筆資料列為 “－ 1 2 cbr 1000 ?? 2 0 0”，一般而言，一筆數(shù)據(jù)列相當(dāng)于數(shù)據(jù)文件上的一行資料。如果在處理過程中沒有 Pattern，那么awk 就會無條件的執(zhí)行 Actions。 （ 1） nam 簡介 Nam 是最初在 1990 年在 Steven McCanne 開發(fā)的，被用于研究網(wǎng)絡(luò)中用動畫來演示包的整個傳輸過程。相關(guān)參數(shù)設(shè)置： gnuplot set xrange [{xmin： xmax}] 設(shè)置 X軸的起點(diǎn)和終點(diǎn) gnuplot set yrange [{ymin： ymax}] 設(shè)置 Y軸的起點(diǎn)和終點(diǎn) gnuplot set title “ name of the graph” 設(shè)置整個圖的標(biāo)題 常州工學(xué)院延陵學(xué)院 21 gnuplot set xlabel “ name of the X axis” 設(shè)置 X軸的標(biāo)題 gnuplot set ylabel “ name of the Y axis” 設(shè)置 Y軸的標(biāo)題 gnuplot plot ‘ filename1 ’ with linespoints, ‘ filename2 ’ with linespoints?? 添加 GPSR 路由算 法在 NS2 下 由于 NS2 下沒有自帶的 GPSR 路由協(xié)議，故本文對添加 GPSR 算法進(jìn)行說明。 定義了各種目的節(jié)點(diǎn)的場景實現(xiàn)。 在本章中，主要介紹了 NS2 的仿真平臺及其體系框架結(jié)構(gòu)。通信范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)時間持續(xù)越長，表明節(jié)點(diǎn)移動的速度更慢，節(jié)點(diǎn)更加穩(wěn)定。 （ 3）目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢包。 struct hdr_gpsr_hello *ghh = HDR_GPSR_HELLO(p)。 ifdef __NS2_GPSR_IMPROVE_PROTOCOL__ nblist_newNB(cmhlast_hop_, (double)gqhx_, (double