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车载自组织网络的QoS路由协议研究
作 者: 陈思
导 师: 张宏
学 校: 南京理工大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 车载自组织网络 路由协议 移动预测 多QoS约束
分类号: TN929.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
车载自组织网络(VANET, Vehicular Ad Hoc Network),是一种运行在道路上的新兴的移动Ad Hoc网络,可以实现车辆与车辆之间、车辆与路边通信设施之间的多跳无线通信,具有节点高速变化、运行轨迹固定、节点能量无限、网络结构变化频繁等特点。通过VANET可以实现信息共享,对交通事故安全预警、多媒体资源共享等业务需求都具有非常广阔的应用,但同时也要求VANET在实际应用中应提供一定级别的网络服务质量(QoS, Quality Of Service),目前VANET的QoS保障技术并没有得到足够的重视。针对VANET的高速公路场景下车辆节点的运动特点,本文设计了一种High-Way Mobile Gateway移动预测模型,并且在此模型的基础上,提出了自适应移动预测机制(AMPM, Adaptive Mobility Prediction Mechanism),可以有效的计算节点间链路保持时间,最后在经典按需路由AODV协议的基础上,融入了自适应移动预测机制和带宽、时延、分组丢失率等QoS参数的约束,设计并实现了一种新的QoS路由协议——基于移动预测的多QoS约束混合路由协议(PBMQR, Prediction-Based Muti-QoS Constraint Mix Routing Protocol for VANET)。本文基于网络仿真软件OPNET,结合VanetMobiSim节点移动模型仿真器模拟的车辆节点运动场景,仿真比较了在节点密度不同、运行速度不同、网络负载不同三种情况下协议PBMQR和AODV的性能。实验结果表明:PBMQR与AODV协议进行比较,具有更高的消息分组传递率,更低的时延,更长的路由寿命。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-5 目录 5-7 1 绪论 7-15 1.1 课题研究背景和意义 7-8 1.2 车载自组织网络概述 8-12 1.2.1 车载自组织网络的概念及特点 8-10 1.2.2 车载自组织网络的网络结构 10-11 1.2.3 车载自组织网络的应用前景 11-12 1.3 国内外研究现状 12-13 1.4 本文主要工作与章节安排 13-15 2 车载自组织网络的QOS技术分析 15-23 2.1 QoS概述 15-16 2.2 QoS度量参数定义 16-17 2.3 QoS业务架构 17-18 2.4 VANET的QoS路由协议分析 18-21 2.4.1 VANET的QoS路由协议概述 18-20 2.4.2 VANET的QoS路由协议比较 20-21 2.5 本章小结 21-23 3 一种新的VANET移动预测模型 23-35 3.1 移动节点运动模型 23-27 3.1.1 随机移动模型 23-25 3.1.2 基于时间依赖的移动模型 25-26 3.1.3 具有空间约束的移动模型 26-27 3.2 基于链路的预测方法 27-29 3.2.1 链路可用性预测 27-28 3.2.2 传输链路连接保持时间预测 28-29 3.2.3 移动节点位置信息预测 29 3.3 新的High-Way Mobile Gateway移动预测模型(HWMGM) 29-32 3.3.1 研究背景 30 3.3.2 HWMGM的建立 30-31 3.3.3 HWMGM的性能描述 31-32 3.4 本章小结 32-35 4 基于移动预测的多QOS约束混合路由策略 35-53 4.1 AODV路由协议概述 35-37 4.2 基于High-Way Mobile Gateway模型的移动预测机制 37-45 4.2.1 数学模型 37-40 4.2.2 自适应移动预测机制(AMPM) 40-44 4.2.3 AMPM实现过程 44-45 4.3 基于移动预测的多QoS约束混合路由协议(PBMQR) 45-52 4.3.1 QoS约束的数学模型 45 4.3.2 PBMQR算法描述 45-48 4.3.3 PBMQR的路由维护机制 48-50 4.3.4 PBMQR协议实现过程 50-52 4.4 本章小结 52-53 5 仿真实验与结果分析 53-65 5.1 OPNET仿真软件介绍 53-56 5.1.1 OPNET概念及应用 53-54 5.1.2 OPNET特点 54 5.1.3 OPNET的仿真流程 54-56 5.1.4 VanetMobiSim概述 56 5.2 仿真实验环境设计 56-58 5.2.1 仿真场景参数设置 56-57 5.2.2 网络性能衡量指标 57-58 5.3 仿真结果及性能分析 58-64 5.3.1 节点密度不同 58-60 5.3.2 节点速度不同 60-62 5.3.3 网络负载不同 62-63 5.3.4 实验结论 63-64 5.4 本章小结 64-65 6 总结与展望 65-67 6.1 总结 65 6.2 下一步工作 65-67 致谢 67-69 参考文献 69-73
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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