车载自组织网络中面向高速公路的广播算法研究

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车载自组织网络是车辆间进行通信的一种自组织网络,可以用于交通管理,减少道路堵塞和交通事故。广播技术能够在较短的时间内将消息传遍全网,是车载自组织网络中必不可少的通信手段。
  本文主要研究车载自组织网络中面向高速公路的多跳广播算法,车载自组织网络中SAPF(Speed Adaptive Probabilistic Flooding scheme)算法根据当前节点的速度计算转发概率,但当前节点的速度并不能合理的反映局部区域的车辆拥挤状况,而当前节点和邻居节点的平均速度能够更准确地表示局部区域的车辆拥挤状况,因此基于SAPF算法提出了改进算法:基于平均速度的广播算法(ASBB,Average Speed Based Broadcast algorithm)。ASBB中,接收节点动态地根据当前节点和邻居节点的平均速度计算转发概率,当前节点和邻居节点的平均速度越大,该节点的转发概率越大,否则,该节点的转发概率越小。该算法中通过广播分组头携带发送节点信息的方式交换邻居节点信息,不需要发送HEELO分组,也减少了广播分组的碰撞和竞争。仿真结果表明,该算法抑制广播风暴效果较好,广播分组的到达率较高,时延较低。
  常规的广播方法中经常利用局部网络拓扑信息来解决广播风暴问题,但实际中较大的网络流量会影响广播可靠性,也会加剧广播风暴问题。为此,通过实时成功广播率来反映局部网络拓扑、最近一段时间局部网络流量状况和广播可靠性。另外,若离上一跳邻节点的距离越远,则获得的额外广播覆盖范围越大。因此,通过实时成功广播率和节点间的距离调整转发概率,旨在提高广播可靠性,并抑制广播风暴。于是,针对高速公路场景又提出了基于实时成功广播率和距离的广播算法(RSBDB:Real Time Successful Broadcast Ratio and Distance Based Broadcast algorithm)。RSBDB中,接收节点根据当前节点的实时成功广播率和到上一跳转发节点的距离动态计算节点的转发概率。接收节点的实时成功广播率越高且距离上一跳转发节点越远,该节点的转发概率越大;否则,该节点的转发概率越小。此外,为了进一步提高广播可靠性,RSBDB中还采用了随机等待延时机制。仿真结果表明,RSBDB算法抑制广播风暴较好,广播分组的到达率较高,时延较低,能较好地适用于高速公路场景下的车载自组织网络。
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