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【6h】

LED-AODV:基于链路预测的车辆网络路由算法研究

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车辆自组织网络(Vehicular Ad Hoc Networks，VANETs)因其在智能交通方面的广阔应用前景，受到了研究人员的普遍关注，近年来不断获得重要研究成果。
　　 路径质量是车辆自组织网络重要的路由性能参数，车辆自组织网络拓扑结构随节点的快速移动而频繁变化，节点发射功率、网络节点密度、节点运动规律以及道路网络限制等因素都可能对VANETs路径质量产生重要的影响。因此，根据路径质量考虑如何设计合适的路由协议成为当前VANETs的研究热点。而基于预测机制的路由算法则能够通过预测路径，有效提高路径质量，减少路径断裂次数，降低网络拓扑频繁变化对网络性能带来的影响。
　　 论文在对VANETs路由协议进行深入分析的基础上，针对车辆自组织网络的特性，提出了一种改进的基于路径预测的车辆网络路由算法。论文以按需路由协议Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing(AODV)作为算法基础，提出了Length Expiration Detection-AODV(LED-AODV)路由算法。该算法针对基于拓扑变化的AODV路由算法的不足，分析研究AODV路由算法各个功能模块。路由发现过程中，LED-AODV路由算法进行Routing Request Packets(RREQ)报文转发角度计算，减少RREQ报文对网络带宽的消耗和占用；路径建立过程，LED-AODV路由算法添加路径持续时间计算模块，预测路径的可能持续时间；路由维护过程，LED-AODV路由算法在源节点启动定时触发机制，源节点通过路由定时器触发新的路由寻路过程，寻找新的可用路径来替代当前即将断裂的路径，使得路径能够实现无缝切换，传输状态保持稳定、持续，提高网络传输性能。
　　 本文针对RREQ报文开销、端到端延迟、路径吞吐率以及报文投递率四个方面对AODV路由算法和LED-AODV路由算法进行了比较和评价。通过设计车辆网络仿真场景，获得大量仿真数据。仿真结果表明，在城市道路网络中，LED-AODV路由算法和AODV路由算法在路径吞吐率和报文投递率两方面性能变化趋势相似，LED-AODV路由算法的路径吞吐率参数在AODV路由算法数据上平均提高23％。在高速公路中，数据包端到端延迟、路径吞吐率以及报文投递率三个性能参数提升幅度明显。与AODV路由算法相比，LED-AODV路由算法使得车辆网络中路径吞吐率提高幅度最大达到36％。

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