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在我国,近些年城镇车辆保有量迅速增加,汽车日益成为人们生活的一个重要组成部分。为了满足人们日益增长的通过网络获取信息的需求,车辆网络(简称VANET)应运而生。VANET网络为安全应用、互联网接入、信息查询等服务提供了网络基础,可以减少安全事故的发生,充分利用现有交通资源,为驾驶员和乘客提供方便的网络服务。与此同时,尽管我国无线网络发展非常迅速,但对于VANET的研究开展较晚,协议标准化的工作尚未进行。因此,对VANET路由等关键技术的研究显示出十分重要的意义。
本文的工作分为两部分:首先是针对非实时性VANET应用,设计了一个路由协议,旨在提高城市环境中VANET的总吞吐量。城市VANET在道路状况、车型构成和交通流量等方面具有鲜明的特点,本协议基于这些特点,充分利用公交车为代表的移动公共设施存储容量大、服务有保障、易于管理、信息丰富等优点,使其在路由计算和数据包转发过程中发挥最大功效。此外,本协议采用了跨层次设计的方法,在邻居关系管理、数据包队列管理上有其独特之处。模拟实验结果表明,在高峰时期和非高峰时期场景下,IBR协议的平均总吞吐量分别是AODV协议的2.9和10.3倍。
本文的第二部分进一步挖掘了城市VANET交通流量的周期性特点,利用历史信息设计出一个动态路由指标,用来优化VANET路由,形成了新的历史信息辅助的路由协议。实验证明,当历史信息与真实情况的误差在正常范围之内时,经过优化的该协议能够有效提高吞吐量。另外,这一路由指标不仅适用于本协议,而且可以用来改进所有“为每条道路计算路由指标,并以最小化所经道路指标之和为优化目标”的VANET路由协议。