基于 one平臺(tái)的車載網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)研究

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1、基于ONE平臺(tái)的車載網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)研究-->第一章緒論1.1研究背景在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，擁有私家車的人口數(shù)量越來(lái)越多，車輛在道路上行駛導(dǎo)致的交通擁塞是在大城市中出現(xiàn)的一個(gè)重大問(wèn)題，另外，擁塞和相關(guān)車輛的停泊問(wèn)題是導(dǎo)致交通事故發(fā)生的重要根源。初步的預(yù)防措施，如安全帶和安全氣囊的使用在一定程度上保證了駕駛?cè)藛T的人身安全，但不能消除由于司機(jī)無(wú)法預(yù)見的情況而發(fā)生的交通事故，例如，高速公路上的汽車無(wú)法預(yù)測(cè)其他車輛的速度等。這種潛在的事故風(fēng)險(xiǎn)大部分時(shí)候是彼此之間的信息不通導(dǎo)致了交通事故。隨著無(wú)線通信技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展，很多的汽車制造廠商為高端配置的汽車安裝了智能計(jì)算和無(wú)線通信設(shè)備，以及G

2、IS(GeographicInformationSystem，地理信息系統(tǒng))和GPS(GlobalPositionSystem，全球定位系統(tǒng))，用于部署大規(guī)模的車載自組織網(wǎng)絡(luò)，以提供安全，有效，方便的駕駛環(huán)境。車載網(wǎng)絡(luò)VA(VehicularAdHocNet、Netstream和VaMobiSim。網(wǎng)絡(luò)通信模擬器則是對(duì)源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)包級(jí)別的仿真，主要包括對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸、接收、吞吐量負(fù)載和消息的路由等進(jìn)行描述。例如ns2、GloMoSim、SNS、JiST/SAs設(shè)計(jì)的，即使有的能夠模擬VA，也是需要通過(guò)增加特定的模塊才能實(shí)現(xiàn)(例如增加一個(gè)車輛移動(dòng)模型產(chǎn)生器)。后來(lái)

3、，專有的VA模擬器相繼被研究人員成功研發(fā)，該類模擬器不僅提供了對(duì)交通流量的模擬，而且還能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行模擬。例如TraNS、NCTUns、GrooveNet和MobiREAL。雖然上述的各類模擬器能夠滿足大部分時(shí)候的VA的仿真模擬，但是它們?nèi)匀鄙賹?duì)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境很好的支持。然而一些專門為機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)的模擬器(例如，dtnsim和dtnsim2也只是單純的關(guān)注于路由的仿真，沒(méi)有對(duì)車輛移動(dòng)模型進(jìn)行很好的支持，其發(fā)布的第一個(gè)版本對(duì)現(xiàn)在大多數(shù)的經(jīng)典DTN路由算法都不能實(shí)現(xiàn)，以后的版本針對(duì)DTN路由的仿真技術(shù)的改進(jìn)也基本停止了。因此，缺少?gòu)?qiáng)大的專用VO網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的模擬器是阻礙車載機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)研究

4、進(jìn)展的一個(gè)重要原因。第二章機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)及其仿真系統(tǒng)的相關(guān)研究2.1機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介在傳統(tǒng)的移動(dòng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，缺少一種專門處理某些困難環(huán)境中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)因高速移動(dòng)等因素造成連接中斷情況的解決方案，因此當(dāng)節(jié)點(diǎn)在彼此傳輸范圍外時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)發(fā)生連接中斷的現(xiàn)象，這樣就會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能顯著下降，甚至造成網(wǎng)絡(luò)不能正常工作運(yùn)行。然而在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，無(wú)線自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能因?yàn)楣?jié)點(diǎn)的高速移動(dòng)等因素隨時(shí)發(fā)生改變，其連通性往往不能得到保證，即信息的源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間不存在完整端到端的數(shù)據(jù)通路。為了滿足可先知的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的發(fā)展需求，需要一種相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來(lái)不斷增強(qiáng)數(shù)據(jù)通信的能力，因此在無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上演

5、變而來(lái)概念念：“機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)”就應(yīng)運(yùn)而生。在機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)即使在沒(méi)有完整鏈路的情況下也能夠進(jìn)行通信，此外，節(jié)點(diǎn)并不需要知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞南嚓P(guān)內(nèi)容。另外，在傳統(tǒng)的MAs路由協(xié)議中，消息的發(fā)送者和目的地之間的路由是動(dòng)態(tài)生成，只要認(rèn)知一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能更接近最終的目的節(jié)點(diǎn)，那么該節(jié)點(diǎn)就可以被選作為下一跳，這些要求使機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)具有-->挑戰(zhàn)性的和有前途的研究領(lǐng)域。簡(jiǎn)而言之，機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)就是一種消息的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間不存在一條完整可用的路徑，通過(guò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)帶來(lái)的機(jī)會(huì)性的相遇來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的自組織網(wǎng)絡(luò)。機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)概念的產(chǎn)生主要于延遲容忍網(wǎng)絡(luò)(DTN)以及其架構(gòu)規(guī)范的研究。DTN體系結(jié)構(gòu)由一個(gè)

6、獨(dú)立的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其中互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中包括了多個(gè)具有不同特征的割斷子網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)被稱為DTN域，并且其中每個(gè)DTN域的底層都運(yùn)行獨(dú)立的通信協(xié)議。平時(shí)各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)不進(jìn)行信息的交流，只有偶爾才進(jìn)行數(shù)據(jù)的互通，這種溝通的機(jī)會(huì)，可以是在預(yù)定的時(shí)間或完全隨機(jī)的情況下進(jìn)行的。當(dāng)攜帶消息的節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)DTN域之間存在完整的可用路徑時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，否則，將消息存儲(chǔ)在本地持久存儲(chǔ)器中，直到產(chǎn)生可用鏈路。圖2-1顯示了在戰(zhàn)場(chǎng)上的士兵與最近的航空母艦進(jìn)行連接通信組成的DTN的一個(gè)例子。一架直升機(jī)在這兩個(gè)獨(dú)立分割網(wǎng)絡(luò)之間提供了一種連接的可能性，它采用了“存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的工作模式，使得兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行相互通信

7、。實(shí)際上，在文獻(xiàn)中并沒(méi)有公認(rèn)的術(shù)語(yǔ)和概念能夠清晰的把機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)和延遲容忍網(wǎng)絡(luò)DTN進(jìn)行分離。其中“機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)”和“延遲容忍網(wǎng)絡(luò)”這兩個(gè)概念經(jīng)常用來(lái)等義互換。鑒于上述DTN的定義，我們認(rèn)為機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是一個(gè)更加普適的概念，應(yīng)該包括DTN。因?yàn)镈TN中一些子網(wǎng)絡(luò)之間的固定網(wǎng)關(guān)只是在某時(shí)間段進(jìn)行連接，因此需要知道一些網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容，然而機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中并不一定要有一個(gè)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的先驗(yàn)知識(shí)。DTN的路由算法通過(guò)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，只是把其中的不可用鏈