车载自组织网络单播(unicast)路由的解决思路

车载自组织网络单播(unicast)

路由的解决思路陈开恒khchen69@VANET路由相关的特点高速变化的拓扑。由于节点之间相对高速的移动，VANET的拓扑一直在改变。e.g.假设车辆的无线通信半径为250m，在最坏的情况下，车辆之间的相对速度为25m/s，链路的持续时间只有10s。频繁的网络分割。由于与上面类似的原因，VANET网络的连通性也频繁的变化。尤其是在车辆密度较低的时候，网络有很大的概率是不连通的。路由的设计必须要考虑到网络分割的存在。VANET路由相关的特点充足的能量和储存能力。VANET中的无线通信节点为车辆而不是普通的手持设备，所以可以很轻松的提供足够的能量用于支持无线通信和计算，在路由过程中，能量和储存可以认为是无限的。无线通信的地理性。与传统网络中单纯依靠ID号或者IP地址不同，由于车辆的移动性是依赖于已有道路，无线通信的地理特征较大。甚至有些网络应用对于报文的目的区域就是特定的地理空间。VANET路由相关的特点移动模型和可预测性。由于无线节点的高速移动和拓扑的动态性，移动模型和预测是网络路由协议设计的重要考虑依据。车辆节点的运动本质上受限于高速公路、道路或者是街道，所以给予速度和地图，节点的移动在短期内可以被预测。不同的通信场景。VANET网络常常会呈现两种不同的无线通信环境。在高速公路的通信场景中，环境是简单而且是一维的。而在城市环境中就变得更加复杂，城市中的道路常常被有很多十字路口和多叉路口。VANET路由的全局信息节点的ID。每个节点在VANET网络中都有一个唯一的ID标识，用来区分不同的节点。节点的地理位置。在做路由决策的时候考虑到节点的位置信息，根据位置服务，可以获得目的节点的位置，然后根据地理位置来选择路由路径。静态的地图信息。在城市场景里，由于车辆节点的移动依赖于道路，所以路由的路径也由若干个道路组成，已知静态的地图信息，可以帮助路由选路的决策。VANET路由的全局信息动态的车辆分布信息。地图信息虽然可以指引路由方向，但是街道上到底有无车辆分布会影响路由性能。若已知每个街道上的车辆密度，则可以更好的做出路由决策。但是这个信息的获取和更新很难。一般的获取方式有：第三方地图服务，使用第三方提高的带有车辆交通流量信息的地图来判断。更新较慢，可能1或者几个小时才更新一次。假设存在全局的路边传感器节点网络，可以动态的收集并交互全局的动态车辆分布信息。VANET路由的局部信息单跳邻居信息。在Adhoc网络中，节点之间通常基于beacon包来通告单跳邻居自己的存在(e.g.hello包)。通过beacon包可以更新单跳的邻居信息，获得邻居节点的ID号、位置、速度(矢量)、竞争窗口、队列长度等信息。街道内的车辆信息。相比于全局的车辆信息，车辆所在的街道的局部信息更容易获得和更新。通过两种方式可以实现：车辆之间通过多跳的beacon包迭代，街道内的车辆共同维护一个报告街道内车辆信息的beacon包，并通过时间戳来实现更新。街道内有一个简单的传感器设备符合收集并通告街道内车辆的信息。修改MANET路由基于路由生命期的修改：动机：适应VNAET中移动性大、拓扑变化的特点。代表：PRAODV，PRAODVM策略：PRAODV使用节点的距离和速度来预测节点之间的链路生命期，并以此为依据选路。PRAODVM建立了一个可选路由，它使用最长的连接时间来代替最短路径来实现选路。弱点：依赖于预测算法的精确性。修改MANET路由基于地理区域的修改：动机：在路由发现中考虑目的节点的区域。代表：ZOR，LAR策略：在发起路由请求前，估计目的节点会处于的位置，只有在ZoneofRelevance(ZOR)内的节点才会再次广播路由请求的报文。弱点：依赖于预测的ZOR。基于位置的路由经典的基于位置的路由GPSR(GreedyPerimeterStatelessRouting)在VANET中的应用存在很多问题。由于车辆特殊的分布，节点和贪婪的下一跳往往存在树木、设施等障碍物，影响网络通信。车辆的特殊分布会大量导致localmaximum的情况，GPSR中平坦化的解决方案，把节点根据最近的邻居化为1跳将会引起额外的很多delay高速的移动性会在路由选择中导致很多routingloop的发生。很多时候报文会被送到错误的方向。基于位置的路由改进自GPSR的路由协议GPCR(GreedyPerimeterCoordinatorRouting)通过在街道口节点的帮助来避免GPSR在VANET环境中的问题。节点在街道内的时候才用贪婪的方式选择下一跳。在街道口的时候，节点优化把报文传递给被选出的Coordinator节点。Coordinator节点为在路口的节点，而非跨过了一个路口的节点。本质上，GPCR通过节点角色的识别，根据目的节点的位置，实现了一个按照街道为路径的路由过程。基于静态地图的路由GSR(GeographicSourceRouting)协议假设有静态城市地图的信息来选择路由。路由算法的输入是源节点的位置、目的节点位置(通过RLS获得)以及城市地图。输出是包含街道口序列的路由路径。GSR使用Dijkstra最短路径算法来进行路由决策，动机认为地理路径最短对应着路由跳数最小。GSR的路由分为两个部分，在两个街道口之间，采用基于位置的贪婪选择，达到街道口之后，根据事先的决定的路径选路。基于静态地图的路由GSR有一个非常显而易见的缺点，就是没有考虑节点的动态分布，隐形添加了一个节点均匀分布的假设。A-STAR(Anchor-basedStreetandTrafficAwareRouting)协议也借助了城市的静态地图，同时加入了对于预知交通信息的考