林曉輝

(1．廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州510650;2．華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣州510641)

車載自組網(wǎng)(Vehicular Ad hoc Networks，VANETs)是車聯(lián)網(wǎng)(未來(lái)智能交通發(fā)展方向)的重要組成部分，它通過(guò)車車通信、車路通信，高效地實(shí)現(xiàn)事故預(yù)警、輔助駕駛、道路交通信息查詢以及 Internet接入服務(wù)等多種應(yīng)用［1-3］．車聯(lián)網(wǎng)是智能交通的未來(lái)發(fā)展方向．借助于路側(cè)單元并結(jié)合車輛上的車載單元所提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸路線，可解決車聯(lián)網(wǎng)中車載自組網(wǎng)連通性問(wèn)題，而路側(cè)單元的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是其關(guān)鍵技術(shù)．路由協(xié)議作為VANETs研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了很多VANETs路由方案，如基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的路由協(xié)議(AODV［4］、OLSR、DSR、TORA、DSDV 等)、基于位置信息的路由協(xié)議(GPSR、GPCR)、基于地圖信息的路由協(xié)議(GSR、SAR)、基于交通信息的路由協(xié)議(A-STAR)、基于行駛路線信息的路由協(xié)議(VADD［5］、Geopps)和混合路由(GeoDTN+NAV)等．盡管如此，現(xiàn)有的路由協(xié)議仍面臨諸多挑戰(zhàn)，其中，網(wǎng)絡(luò)頻繁分割問(wèn)題，導(dǎo)致VANETs連通的不穩(wěn)定，極大限制了網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)發(fā)布的速度與準(zhǔn)確性，成為VANETs投入實(shí)際應(yīng)用中的最大的挑戰(zhàn)［3］．借助路側(cè)單元RSU(Road Site U-nit)并結(jié)合車輛上的車載單元OBU(On board Unit)所提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸路線，可以解決VANETs連通性問(wèn)題［3］，而RSU的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是基于RSU車載自組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)．He等［6］提出一種分化可靠路由方案，有利于降低阻塞概率和保持較低的控制，同時(shí)提供區(qū)分服務(wù)的開銷;Kim等［7］設(shè)計(jì)了一種基于街道的SARC路由協(xié)議，提供了有效的路徑發(fā)現(xiàn)和隱私保護(hù)路由發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段;Kitani等［8］提出基于消息擺渡技術(shù)，借助公交上路由設(shè)備，采集、保留和傳播普通車輛間的交通信息;葛明珠等［9］提出基于靜態(tài)節(jié)點(diǎn)輔助的路由方法，將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在交叉路口的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)中，直到最優(yōu)路徑是有效的，提高數(shù)據(jù)包的傳輸效率．盡管上述算法數(shù)據(jù)傳輸可靠，但其均存在一定的局限性，很難準(zhǔn)確地建立空間模型，而且沒(méi)有綜合考慮車輛網(wǎng)絡(luò)社會(huì)行為的規(guī)律性特征．鑒于此，本文提出一種面向RSU的自組網(wǎng)路由協(xié)議．

1 面向RSU的自組網(wǎng)路由協(xié)議

1．1 基本思路

RSU用作固定可靠的路由節(jié)點(diǎn)，獨(dú)立地部署于道路兩側(cè)，用于大面積傳感與通信(圖1)．采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，路網(wǎng)分為若干交通控制子區(qū)，各子區(qū)設(shè)有交通控制中心，網(wǎng)絡(luò)采用無(wú)線或有線方式與控制總中心相連，各子區(qū)內(nèi)以交通控制子中心(Traffic Control Center，TCC)作為根節(jié)點(diǎn)，RSU作為路由子節(jié)點(diǎn)，新增的RSU加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度，選擇已入網(wǎng)的RSU節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)，通過(guò)本文自組網(wǎng)路由協(xié)議，構(gòu)建RSU自組網(wǎng)絡(luò)．車輛通信設(shè)備以廣播模式向周邊RSU節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求應(yīng)答，控制中心根據(jù)應(yīng)答的RSU位置，確定車輛位置，借助RSU節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)相互車路通信和車車通信．

圖1 路側(cè)單元RSU部署分布Figure 1 The RSU deployment distribution

1．2 RSU節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)地址碼

網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)TCC和若干個(gè)RSU節(jié)點(diǎn)組成，TCC個(gè)數(shù)必須為1，并作為網(wǎng)絡(luò)樹的根節(jié)點(diǎn)(圖2)．新RSU節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)都會(huì)為其分配一個(gè)64位的網(wǎng)絡(luò)地址．TCC的網(wǎng)絡(luò)地址均為全0，且固定不變，其他節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址根據(jù)本節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞奈恢煤徒Y(jié)構(gòu)不同而不同．

RSU節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由2個(gè)參數(shù)決定:網(wǎng)絡(luò)層數(shù)number(n)和各層占用網(wǎng)絡(luò)地址的比特?cái)?shù)BitsPer-Lever(bpl_1，bpl_2，…，bpl_n)，而且 8＜=n＜=64，bpl_1+bpl_2+… +bpl_n=64．n值根據(jù)路網(wǎng)情況的需要而定，當(dāng)n=64時(shí)，每層的比特?cái)?shù)為1，其檢測(cè)距離最長(zhǎng)，可應(yīng)用于城市主干道或高速路上的車載數(shù)據(jù)傳輸．

圖2 交通控制子區(qū)網(wǎng)絡(luò)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Figure 2 The network topological structure of traffic control sub area

設(shè)bn為前n層比特?cái)?shù)的總和，即bn=bpl_1+bpl_2+bpl_n，則:

1)TCC網(wǎng)絡(luò)地址為64位二進(jìn)制，均為0，且固定不變．

2)可設(shè)定TCC的第1個(gè)子節(jié)點(diǎn)和第2個(gè)子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址如圖3所示，以此類推，可確定最后1個(gè)子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址．

圖3 TCC子節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址Figure 3 The network address of the child nodes of TCC

3)若節(jié)點(diǎn)處于第n層，則其網(wǎng)絡(luò)地址如圖4A所示，其子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址如圖4B所示，其中XX…XXXXX為一個(gè)00…01到11…111的數(shù)，該值取決于該節(jié)點(diǎn)是其父節(jié)點(diǎn)的第幾個(gè)子節(jié)點(diǎn)．

圖4 處于第n層的節(jié)點(diǎn)及其子節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址Figure 4 The network address of node and child node on the n layer

1．3 RSU 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)

1．3．1 RSU節(jié)點(diǎn)地址分配 TCC地址分配:TCC自動(dòng)分配全0的網(wǎng)絡(luò)地址．RSU節(jié)點(diǎn)地址分配:當(dāng)RSU節(jié)點(diǎn)上電時(shí)，首先檢查本節(jié)點(diǎn)是否保存有原網(wǎng)絡(luò)地址信息，若沒(méi)有保存，則進(jìn)入RSU節(jié)點(diǎn)地址分配流程，否則進(jìn)入RSU節(jié)點(diǎn)地址快速分配流程．

(1)RSU節(jié)點(diǎn)地址分配流程如圖5所示，具體步驟如下:

①New RSU節(jié)點(diǎn)上電后，讀取Flash中的網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)，若Flash中沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)，則廣播消息Network_Init，向附近的RSU節(jié)點(diǎn)/TCC通知本節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)初始化．由于New RSU節(jié)點(diǎn)未分配到地址，消息中的廣播原地址碼為全F，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T1和T2(T1＞T2)．

②RSU節(jié)點(diǎn)/TCC收到New RSU節(jié)點(diǎn)的Network_Init消息后，隨機(jī)延遲一段時(shí)間，然后廣播發(fā)送Network_Init_Ack消息通知New RSU節(jié)點(diǎn)，消息中的原地址為本節(jié)點(diǎn)的地址碼，消息中帶有 gtAddrStruct消息、本節(jié)點(diǎn)的地址碼、節(jié)點(diǎn)的層數(shù)以及可分配的節(jié)點(diǎn)數(shù)．如RSU節(jié)點(diǎn)可加入的節(jié)點(diǎn)數(shù)為0，則RSU節(jié)點(diǎn)進(jìn)入子節(jié)點(diǎn)檢測(cè)狀態(tài)流程．New RSU節(jié)點(diǎn)收到Network_Init_Ack消息后，檢測(cè)該消息的信號(hào)強(qiáng)度RssiVal，并保存收集到的Network_Init_Ack消息，等待定時(shí)器T2超時(shí)．若定時(shí)器T2超時(shí)，且New RSU節(jié)點(diǎn)未收到任何 Network_Init_Ack消息，則New RSU節(jié)點(diǎn)需要啟用定時(shí)器T3．等待定時(shí)器T3超時(shí)后，切換到其他頻點(diǎn)發(fā)送Network_Init消息．

③同Step②．

④New RSU節(jié)點(diǎn)根據(jù)保存的各個(gè)Network_Init_Ack消息的信號(hào)強(qiáng)度RssiVal、原地址節(jié)點(diǎn)的層數(shù)以及可分配的節(jié)點(diǎn)數(shù)，選擇最優(yōu)的TCC/RSU節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)．然后發(fā)送Addr_Alloc_req消息給該節(jié)點(diǎn)，

圖5 RSU節(jié)點(diǎn)地址分配流程Figure 5 The assignment process of routing node addresses of RSU

目的地址為父節(jié)點(diǎn)地址碼，消息中帶有本節(jié)點(diǎn)的MAC地址以及New RSU節(jié)點(diǎn)收到的響應(yīng)次數(shù)．RSU節(jié)點(diǎn)/TCC收到Addr_Alloc_req消息后，檢測(cè)本節(jié)點(diǎn)是否有可分配的子節(jié)點(diǎn)．若有，則跳到Step⑥;若沒(méi)有，則跳到Step⑤．選擇算法:

1)若同時(shí)出現(xiàn)RssiVal＞臨界值和RssiVal＜臨界值的情況，則優(yōu)選RssiVal＜=臨界值的RSU．

2)若只出現(xiàn)RssiVal＞臨界值的情況，則以10為最小因子優(yōu)選RssiVal較小的RSU．

3)對(duì)于RssiVal＜=臨界值的，根據(jù)父節(jié)點(diǎn)的層數(shù)和該父節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)加入的子節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)進(jìn)行優(yōu)選．

⑤若Addr_Alloc_req消息中帶的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為1，則RSU節(jié)點(diǎn)/TCC可檢查出父節(jié)點(diǎn)最多的子節(jié)點(diǎn)，并將其刪除，同時(shí)發(fā)送Addr_alloc_Fail消息給New RSU節(jié)點(diǎn);否則只需要發(fā)送Addr_alloc_Fail消息給NewRSU節(jié)點(diǎn)．Addr_alloc_Fail消息的類型為廣播消息，消息中還有Addr_alloc_req消息帶給New_RSU節(jié)點(diǎn)的MAC地址．New RSU節(jié)點(diǎn)收到 Addr_alloc_Fail后進(jìn)入Step④．

⑥RSU節(jié)點(diǎn)/TCC收到Addr_Alloc_req消息后，檢查New RSU節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)在本RSU節(jié)點(diǎn)中存在．若存在，則跳到Step⑧;否則向TCC發(fā)送Addr_bind_req消息，請(qǐng)求將分配給New RSU節(jié)點(diǎn)的地址碼和MAC地址進(jìn)行綁定．

⑦TCC收到Addr_Bind_Req后，對(duì)New RSU節(jié)點(diǎn)的MAC地址和地址碼進(jìn)行綁定，并回復(fù)Addr_Bind_Resp消息．TCC檢查New RSU節(jié)點(diǎn)是否可以被綁定．若可以，則綁定成功;否則綁定失?。?/p>

⑧RSU節(jié)點(diǎn)/TCC收到Addr_Bind_Resp后，發(fā)送Addr_Alloc_Complete消息給New RSU節(jié)點(diǎn)，消息中帶有RSU節(jié)點(diǎn)重新分配地址的次數(shù)以及地址分配是否成功的標(biāo)志，New RSU節(jié)點(diǎn)取消定時(shí)器T1，分配地址完成．若地址分配失敗，則New RSU節(jié)點(diǎn)需要啟用定時(shí)器T3，等待定時(shí)器T3超時(shí)后，再切換到其他頻點(diǎn)發(fā)送 Network_Init消息．定時(shí)器超時(shí)處理:

1)當(dāng)定時(shí)器T1超時(shí)，啟用定時(shí)器T3．

2)當(dāng)定時(shí)器T2超時(shí)，進(jìn)入Step④．

3)當(dāng)定時(shí)器T3超時(shí)，New RSU節(jié)點(diǎn)切換到其他頻點(diǎn)，并跳到Step①．T3時(shí)間隨著失敗次數(shù)增加而增加．

(2)RSU節(jié)點(diǎn)地址快速分配流程如圖6所示，具體步驟如下:

①New RSU節(jié)點(diǎn)讀取Flash中的配置信息，發(fā)送Addr_Alloc_Quickly_Req消息給原來(lái)的父節(jié)點(diǎn)，消息的原地址為全F，目的地址為準(zhǔn)備加入的父節(jié)點(diǎn)的地址碼，消息中帶有本節(jié)點(diǎn)編號(hào)、New RSU節(jié)點(diǎn)的原地址碼和MAC地址．RSU節(jié)點(diǎn)收到Addr_Alloc_Quickly_Req后，檢測(cè)是否可以接受New RSU節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求．若不接受，則跳到Step②，否則判斷本New RSU節(jié)點(diǎn)的地址在本節(jié)點(diǎn)是否存在．若存在，則跳到Step⑤，否則跳到Step③．

②RSU節(jié)點(diǎn)發(fā)送Addr_Alloc_Quickly_Fail消息給New RSU節(jié)點(diǎn)，若通知地址加入失敗，則需要進(jìn)入RSU節(jié)點(diǎn)地址分配流程．

③RSU節(jié)點(diǎn)向TCC發(fā)送Addr_Bind_Req消息，請(qǐng)求New RSU節(jié)點(diǎn)的MAC地址和地址碼進(jìn)行綁定．

④TCC收到Addr_Bind_Req消息后，向其回復(fù)Addr_Bind_Resp消息．

⑤RSU節(jié)點(diǎn)收到Addr_Bind_Resp消息后，向New RSU節(jié)點(diǎn)發(fā)送Addr_Alloc_Complete消息，消息中帶有RSU節(jié)點(diǎn)重新分配地址的次數(shù)，接著通知New RSU節(jié)點(diǎn)分配地址完成．New RSU節(jié)點(diǎn)收到Addr_Alloc_Complete消息后，檢測(cè)收到該消息的信號(hào)強(qiáng)度，若信號(hào)強(qiáng)度值大于預(yù)設(shè)閾值，則重新執(zhí)行地址分配流程;否則表明快速地址分配成功．

圖6 RSU節(jié)點(diǎn)快速分配流程Figure 6 The fast assignment process of routing node addresses of RSU

1．3．2 RSU節(jié)點(diǎn)切換 RSU_Router地址重新分配流程如圖7所示，具體步驟如下:

(1)RSU節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)成功后，若半個(gè)小時(shí)內(nèi)未收到來(lái)自其父節(jié)點(diǎn)的消息，則向其父節(jié)點(diǎn)發(fā)送Network_HandShake消息．

(2)其父節(jié)點(diǎn)收到Network_HandShake消息后，回復(fù)Network_HandShake_Ack消息．RSU節(jié)點(diǎn)收到該消息后，不作處理．若RSU節(jié)點(diǎn)未收到Network_HandShake_Ack消息，則RSU節(jié)點(diǎn)重復(fù)發(fā)Network_HandShake消息．若重復(fù)3次消息，RSU節(jié)點(diǎn)均未收到父節(jié)點(diǎn)的Network_HandShake_Ack消息，則進(jìn)入切換流程．

(3)執(zhí)行RSU地址快速分配流程，若RSU地址快速分配成功，則RSU用原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)地址，此時(shí)不需要切換．若RSU快速上電失敗(可能是與其父節(jié)點(diǎn)通訊失敗，或檢測(cè)到父節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度過(guò)弱)，則跳到Step(4)．

(4)重新執(zhí)行地址分配流程，若此時(shí)有信號(hào)更強(qiáng)的RSU可以加入，則切換到新的RSU上，作為該RSU的子節(jié)點(diǎn)．

圖7 Router地址重新分配流程Figure 7 The re-assignment process of router address

1．3．3 RSU 節(jié)點(diǎn)刪除

(1)RSU節(jié)點(diǎn)子節(jié)點(diǎn)狀態(tài)檢測(cè)流程如圖8所示，具體步驟如下:

①RSU_0發(fā)送Network_Status_Test消息給其子節(jié)點(diǎn)同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T1．

②若在定時(shí)器T1超時(shí)前，RSU_0收到其子節(jié)點(diǎn)發(fā)出的Network_Status_Test_Ack消息，則RSU_0停止定時(shí)器T1．

③同Step①．

圖8 RSU節(jié)點(diǎn)子節(jié)點(diǎn)狀態(tài)檢測(cè)流程Figure 8 The state detection process of child nodes of RSU routing node

④當(dāng)RSU_0發(fā)送Network_Status_Test消息給RSU_2時(shí)，等定時(shí)器T1超時(shí)后，若RSU_2未響應(yīng)，則RSU需要重新啟動(dòng)定時(shí)器T1，并再次發(fā)送Network_Status_Test消息給RSU_2．若RSU_2連續(xù)3次未響應(yīng)，則RSU_0將RSU_2在本節(jié)點(diǎn)刪除并跳到Step⑤;否則停止定時(shí)器T1，并檢查其他節(jié)點(diǎn)．

⑤RSU_0發(fā)送Cancle_Addr_Req消息給TCC，通知TCC刪除RSU_2及其子孫節(jié)點(diǎn)地址．

⑥TCC對(duì)RSU_0回復(fù)Cancle_Addr_Resp消息，節(jié)點(diǎn)刪除完成，RSU_0繼續(xù)檢測(cè)其他子節(jié)點(diǎn)(若多次檢查不到RSU_2，說(shuō)明RSU_2和RSU_0已經(jīng)無(wú)法通訊，此時(shí)不需要再通知RSU_2)．

(2)RSU節(jié)點(diǎn)刪除子節(jié)點(diǎn)流程如圖9所示，具體步驟如下:

①進(jìn)行刪除節(jié)點(diǎn)操作時(shí)，OMS向TCC發(fā)送Del_Node消息，消息中帶有需要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)MAC地址．

②TCC根據(jù)MAC地址找到需要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址，計(jì)算出他的父節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址．TCC向需要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)發(fā)送Del_Child_Node消息，消息中帶有需要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)MAC地址．

③Father_RSU節(jié)點(diǎn)發(fā)送NetWork_Invailid消息后，RSU節(jié)點(diǎn)通知?jiǎng)h除該節(jié)點(diǎn)，同時(shí)將RSU節(jié)點(diǎn)中的信息在本節(jié)點(diǎn)中刪除．

④RSU節(jié)點(diǎn)收到NetWork_Invailid消息后，檢測(cè)本節(jié)點(diǎn)是否有子節(jié)點(diǎn)．若有，則發(fā)送NetWork_Invailid消息廣播通知子節(jié)點(diǎn)，并復(fù)位網(wǎng)絡(luò);若沒(méi)有，則只需復(fù)位網(wǎng)絡(luò)．

⑤同Step②．

⑥Father_RSU節(jié)點(diǎn)發(fā)送Cancle_Addr_Req消息，通知TCC刪除RSU節(jié)點(diǎn)及其后代子節(jié)點(diǎn)的地址信息．

⑦TCC對(duì)OMS回復(fù)Del_Node_OK消息，通知節(jié)點(diǎn)刪除成功．

圖9 RSU節(jié)點(diǎn)子節(jié)點(diǎn)刪除流程Figure 9 The deleted process of child nodes of RSU routing node

1．3．4 信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè) 網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)RSU節(jié)點(diǎn)可以對(duì)收到消息進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)，信號(hào)強(qiáng)度用RssiVal表示，依據(jù)RSU路由設(shè)備的DB值公式，可計(jì)算RssiVal．信號(hào)強(qiáng)度的作用:

(1)快速地址分配時(shí)，若父節(jié)點(diǎn)向子節(jié)點(diǎn)發(fā)送Addr_Alloc_Complete消息，子節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)該消息進(jìn)行信號(hào)值的檢測(cè)．若RssiVal＞預(yù)設(shè)閾值，則子節(jié)點(diǎn)認(rèn)為快速地址分配失敗．

(2)地址分配時(shí)，若有多個(gè)父節(jié)點(diǎn)向RSU節(jié)點(diǎn)應(yīng)答，則由RSU節(jié)點(diǎn)根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度去選擇其父節(jié)點(diǎn)．

2 仿真實(shí)驗(yàn)分析

采用NS2作為仿真平臺(tái)，仿真區(qū)域?yàn)? 000 m×3 000 m，每條道路隨機(jī)設(shè)定若干節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)速度約7～14 m/s，信號(hào)容量:2mb/s．分別采用本文路由協(xié)議、VADD［5］和 AODV［4］等3 種不同路由協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)隨機(jī)選擇數(shù)據(jù)包產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，最后比較3種不同路由協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)、傳輸率、路由負(fù)載和報(bào)文交付率．

結(jié)果表明:在數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)方面，如圖10所示，AODV的數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)最低，因?yàn)樵摲椒](méi)有區(qū)分車輛節(jié)點(diǎn)和靜態(tài)節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)包在節(jié)點(diǎn)處理時(shí)間減少，但這種方法數(shù)據(jù)包丟失較嚴(yán)重．VADD和本文路由協(xié)議隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加，延時(shí)有所降低，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)＜50個(gè)時(shí)，VADD傳輸延時(shí)明顯高于本文路由協(xié)議;在數(shù)據(jù)傳輸率方面，如圖11所示，本文路由協(xié)議傳輸率比VADD高約11%，數(shù)據(jù)包的傳送率隨之節(jié)點(diǎn)的增加而提升，但對(duì)于AODV方法而言，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目＞=250時(shí)，節(jié)點(diǎn)間的干擾和碰撞急劇增加，降低了數(shù)據(jù)包的傳送率，本文算法的傳輸率明顯優(yōu)于AODV方法;在歸一化路由負(fù)載方面，如圖12所示，3種協(xié)議的路由負(fù)載隨著車流密度的增加而增加，本文路由協(xié)議最高，VADD和AODV次之，因?yàn)殡S著車流密度增多，產(chǎn)生大量的路由更新和控制分組數(shù)據(jù)，路由節(jié)點(diǎn)負(fù)荷會(huì)增加，尤其是本文路由協(xié)議，借助RSU進(jìn)行通訊，RSU會(huì)周期性向周邊廣播網(wǎng)絡(luò)地址，增量了控制分組數(shù)據(jù)，因而路由負(fù)載增加明顯;在報(bào)文交付率方面，如圖13所示，3種協(xié)議的報(bào)文交付率隨著車輛數(shù)量的增加而增加，當(dāng)車輛較少時(shí)，行車速度較快，網(wǎng)絡(luò)切換頻繁，報(bào)文交付率較低，當(dāng)車輛較多時(shí)，行車速度降低，報(bào)文交付率較高，總體上，本文路由協(xié)議的報(bào)文交付率均優(yōu)于其他2種方法．

圖10 數(shù)據(jù)傳輸平均延時(shí)Figure 10 The average delay of data transmission

圖11 數(shù)據(jù)傳輸率Figure 11 The data rates

圖12 歸一化路由負(fù)載變化情況Figure 12 The change of normalized routing load

圖13 不同車流密度下的報(bào)文交付率Figure 13 The delivery rate under the differentmessage traffic density

3 結(jié)束語(yǔ)

借助RSU自組網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)車載自組網(wǎng)是最為可靠的，避免網(wǎng)絡(luò)頻繁分割問(wèn)題，有利于數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和效率，很大程度改善了車載自組網(wǎng)的信息發(fā)布與數(shù)據(jù)聚合．但是在實(shí)際應(yīng)用前應(yīng)當(dāng)考慮的問(wèn)題有:(1)RSU的布設(shè)密度優(yōu)化問(wèn)題;(2)一旦發(fā)生重大災(zāi)難，RSU必然遭到損壞，有無(wú)其他輔助的手段，來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的正常使用．我們將圍繞這2個(gè)問(wèn)題繼續(xù)開展研究．

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