路由协议在VANETs配备定向天线:架构邻居发现和路由分析

文摘

在车载Ad Hoc网络(VANETs),定向天线是一个很好的解决方案如果需要更长的传输距离。然而,当车辆配备定向天线,完整的路径从源到目的地有可能不存在。流行路由协议被认为是一个well-performed路由协议在网络是间歇性连接但它可以导致沉重的负荷节点的网络和巨大的能源消耗。首先在本文中,我们提出一个新颖的邻居发现算法使得节点能够感觉周围的拓扑变化并相应安排他们的定向天线。其次,我们提出一个路由协议基于传统流行路由协议和节点进行路由决策根据邻居发现过程中收集的信息。实验结果表明,该邻居发现算法具有更好的性能尤其是场景节点密度低。此外,匹配的路由协议可以有效地减少网络的负载和成功交付数据包目的地在一个合理的短的延迟。

1。介绍

定向天线已经广泛应用于无线ad hoc网络。它可以产生更高的收益,提供更大的传输范围,提高网络空间重用和吞吐量。此外,方向选择性也减少了相邻节点的同信道干扰,和定向天线移动ad hoc网络潜在的性能改进。尽管改进带来的定向天线,他们的部署也带来严峻挑战等节点的邻居发现,和网络遭受频繁的中断,使拓扑结构不稳定,也就是说,每一对节点之间没有一致的路径。

考虑到在现实场景中,相当比例的车辆的流动不是完全随机的。车辆展示强大的位置和群体偏好。例如,对于抗震救灾的汽车网站,他们工作的地区受到严重的破坏和这些地区不均匀分布。此外,汽车可以改变他们的位置从一个区域到另一个。基于这种情况,我们制定的邻居发现算法和匹配的路由协议。本文的主要贡献是关于两个方面。首先,我们设计一个新的邻居发现算法间歇性的网络配备定向天线。在拟议的邻居发现算法,节点监控你好消息接收频率为每个部门估计拓扑变化和调整的指导时间各个部门根据历史记录保存在他们的邻居节点列表。其次,我们提出一个路由协议是来自该邻居发现算法。在路由协议中,源节点使其路由决策根据两跳节点的状态。 The stability of neighbor relationships, the communicating probability, and the time schedule for the directional antennas of each participating node are all taken into consideration when the source node makes its routing decisions.

剩下的纸是组织如下。节2介绍相关研究对邻居发现算法和针对机会网络的路由协议。节3,我们目前的系统模型。节4我们介绍和分析提出了邻居发现算法。我们提出的路由协议是在部分5。部分6提供了仿真结果。最后,我们总结论文部分7。

2。相关工作

2.1。邻居发现

正如我们讨论的部分1,邻居发现的关键的第一步是建立在间歇性的网络节点之间的连接。在最近的研究论文和纯粹的定向天线,邻居发现协议我们分类分为两类,确定的和随机协议。在确定的协议1- - - - - -3),引导他们的定向天线在预设节点序列。确定性的协议可以保证有限的邻居发现延迟。然而,他们中的大多数需要时间同步在某些应用程序中是不切实际的。在随机的协议4- - - - - -10),节点随机选择一个方向传输或接收你好消息。确定性协议相比,概率协议的最明显的优势是,他们不需要同步,他们更健壮的和自适应的复杂的场景。然而,在大多数概率或随机协议,网络的拓扑变化也不担心。文献[1)关注的是无视邻居发现的问题,提出了一个无视发现协议实现担保的发现与order-minimal糟糕的发现延迟。然而,拓扑变化不是问题。参考文献(2- - - - - -10)关注MAC协议实现更好的邻居发现性能。参考文献(2- - - - - -8都需要时间同步,以确保他们的性能和定向天线仅仅选择一个方向运行时邻居发现过程。参考文献(11,12)考虑拓扑。文献[11)作用于拓扑控制问题。在这个工作中,节点只跟踪发现邻居节点的一个子集,它提出了一个计划叫做Di-ATC试图最小化的方差之间的角距跟踪节点的邻居。在[12),节点发现他们的邻居节点在一个行业日益增长的力量,以确定最接近的节点。然而,(11]假定网络连接,拉伸后的道路拓扑控制很低,12)只适用于静态特设网络是不现实的装备在VANETs定向天线。

2.2。路由协议

因为没有完整的路径与定向天线间歇车辆临时网络,传统的端到端的移动ad hoc网络路由协议(例如,动态安全域,AODV)不再合适了。现有的路由协议,关心的是间歇性的网络主要集中在负载地役权而成功的传输是保证。在[13,14),节点只生成一个数据包的副本,以减少网络的负载。在方法15- - - - - -18选择性),节点发送数据包到邻居节点的副本。在这些replication-based小心翼翼地做出路由决策方法,节点根据几个规则等基于用途的路由(15]或概率路由(17]。他们认为运动模式的节点不是纯粹的随机和未来联系取决于过去的信息。文献[16)提出了一个方法调用喷雾和焦点指这样一个事实,即节点首先喷雾固定数量的数据包选择中继节点,然后节点只有一个数据包的副本只能转发这个消息进一步使用单副本上进行计划。在[18),他们调查的TTL数据包的副本,以减少网络的负载。由于动态拓扑VANETs,你好数据包的大小和流动应该考虑路由决策。文献[19]调查建议BBNC的MAC层争用问题,基于骨架的路由协议与交流网络编码。每个骨干节点的位置信息是至关重要的,当节点(19使他们的路由决策。文献[20.)关注数据包大小的影响路由协议的性能;它使用一个模糊基于逻辑的算法选择中继节点,并使用一个基于q学习方法优化模糊隶属度函数。的VANETs节点配备定向天线,动态拓扑结构主要是由定向天线的扫描模式,这是本文的重点。的路由协议是专注于定向天线,如在21),节点进行路由决策基于参与节点的地理位置信息,需要使用全球定位系统(GPS)。文献[22)重点分析吞吐量之间的关系和定向天线的波束宽度。一般来说,他们很少考虑定向天线的开关模式。

3所示。系统模型和问题公式化

3.1。系统模型

3.1.1。定向天线模型

我们假设网络中节点的集合用 。每个节点 只配备了一套定向天线。为节点 ,我们近似定向天线的扇形角( ),有 行业,顺时针索引从0到 。当 全向天线、定向天线退化。部门的节点的集合我用 ; 维护一个计时器 。当到期,定向天线的旋转模式决定了节点的状态:(我)纯粹的邻居发现模式(PND-M):如果没有传输任务节点,那么它的定向天线开关随机到下一部门。(2)数据传输模式(DT-M):如果有数据包保存节点和等待被传播,那么节点开始其定向天线开关顺时针。在这种模式下,每个节点的扫描模式是有序的和可预测的路由决策更精确。

最初的等于每一个部门和旋转时间是一个常数,T,在那里 。每个节点的覆盖范围R。

3.1.2。通信模型

我们假设单位时间τ,指你好消息的最大时间成功需要播放它的邻居。如图1,当节点我分部门的定向天线 ,它广播一个你好消息,然后进入接收状态,直到方向天线切换到下一个部门。当节点我从节点接收你好消息j,那么节点j是一个发现邻居节点的节点我。只有当两个节点的定向天线指向相反的方向,他们位于彼此的传播范围,HELLO消息可以获得成功。此外,当一个节点接收到你好消息来自另一个节点,它将有条件地发回一个响应消息。这种机制在节中有详细描述4。

3.1.3。流动模型

摘要组节点随机分布在正方形区域,并形成一个社区在每组的中心位置。然后,开始走自己的社区内随机节点。我们假设一个节点可以超越当前社区走到另一个与一个非常小的概率,P。在图所示的场景2。

3.1.4。问题公式化

如图2,车辆节点之间的相对位置是稳定的,因为他们展示强大的位置和群体偏好。例如,对于节点0,大量节点走在它的北面和南面,在这种情况下是不必要的节点0点其定向天线,东和西很长一段时间,如果它想在短时间内发现更多的邻居节点。此外,正如我们提到的,节点可以改变他们的社区,这样的扫描模式节点0有时候会过时,在这种情况下,节点0需要调整其定向天线的扫描模式更新拓扑本身。

为了成功地交付数据包在网络断断续续,源节点向邻居发送大量的数据包副本,它满足。然而,它会导致网络重负载。否则,如果源节点只选择它的一个邻居节点作为中继节点,它不能保证成功交付到目的地并导致长时间的推迟。因此,路由决策决定了传输延迟和负载和网络的能源消耗。

例如,对于节点在图82,节点1、3、6和7是其邻居节点的邻居节点维护列表。当节点8想发送数据包到节点2,它需要确定哪些邻居节点应该选择继电器这些包。三个问题的答案对你的邻居节点当8节点使其路由决策至关重要。

为一个特定的可能的中继节点:(1)的概率是多少节点8可以沟通吗?(2)如果节点8这个中继节点的数据包,发送的概率是多少,它可以传递这些数据包在一跳节点2吗?(3)预期的延迟,它能成功地传送这些数据节点2包吗?

在这里,我们可以制定本文的研究目标:

使车辆能够调整其定向天线的扫描模式根据拓扑结构,找出最优路由决策来减少延迟和数据包副本的数量而成功的包交付和短延迟保证。

4所示。邻居发现

在本节中,我们设计一种新颖的邻居发现算法与定向天线,可以让节点拓扑变化做出快速响应。先验知识时不必要的节点开始检测他们的邻居节点。

明确说明我们设计的协议,我们假设节点j节点的覆盖范围内吗我和节点k节点的覆盖范围内吗j而节点的覆盖范围我。

4.1。邻居节点列表

邻居节点列表是我们的方法的基本组成部分;行业分布和路由决策都是基于从邻居节点信息列表。

在我们的方法中,节点安排他们部门根据邻居节点列表中的信息。每个节点的邻居节点列表中建立和更新基于互动每次接收到的消息。互动消息的结构如图3:(1)ID:节点的ID我;(2)类型:显示消息HELLO消息或响应消息;(3)Sector_年代:记录部门节点的天线指出,当节点广播这个消息;它是用( );(4)TNS(时间下一个部门):设置计时器当它广播这个消息。

的邻居列表记录所有节点的邻居节点我曾发现:(1)邻居ID:表明邻居节点的ID,例如节点的IDj;(2)DES_N(持续时间为每个部门的邻居节点):记录所有节点的领域我所检测到的节点j;从节点接收到的消息的总数j用 ;(3)Sector_N(部门的邻居节点过去沟通):记录该行业的定向天线节点我指出,当节点我检测到的节点j上次是用 。

每个节点维护一个邻居节点列表。邻居节点列表中的每一项的格式如图4。的Neighbor-Information区域的节点我记录的信息节点j。的两跳节点列表记录所有节点的邻居节点的信息j曾经发现,例如节点的信息k。他们的格式是一样的HELLO消息及其描述是相似的,除了Time_Flag表明这个项目的更新时间,更新基于计时器节点我因为节点没有时间同步。它是用 。

为了提高效率的邻居发现,节点将发回一个响应消息,当他们收到你好消息,这样他们就可以抓住每一个机会使自己被别人发现。然而,碰撞问题摘要不担心因为节点的时间同步不像在2- - - - - -8]。我们提出一种机制来降低碰撞概率,即节点不是被迫返回响应消息每次当它收到你好消息。当一个节点j,从另一个节点接收到你好消息,说我,有两个步骤:(1)节点j更新其邻居节点列表中根据节点你好消息我。的Neighbor-Information区域根据更新吗Self-Information区域你好消息的两跳节点列表根据更新吗邻居列表你好消息。(2)如果节点我中列出的邻居节点列表的节点j和本身的信息是最新的,节点j不应对节点我。如果不是这样,节点j发回一个响应数据包的节点我一个随机时间后时期是否在发射状态。应该是小于TNS你好消息的节点我如果该节点我定向天线到下一个部门,它不能从节点接收响应消息j。

为你好消息和响应消息被广播网络中,节点能够收集足够的信息来安排他们的定向天线。

4.2。部门指导日程安排

在本部分中,我们介绍如何节点调整方向盘的部门基于邻居节点列表。

当我们提到的部分3,当网络中节点的移动性模型显示了强劲的位置和群体偏好,节点可以浪费时间领域的几个邻居节点上存在如果他们切换随机定向天线。使周围的拓扑节点敏感和安排他们的定向天线,我们提出一个算法基于历史部门分布(HSD)。开始时HSD、节点我开关行业随机和定时器的定向天线( )=Tθ_我/ 2π。作为你的邻居发现收益,节点我将收集足够的信息来安排其定向天线和( )将被调整。根据DES_N在邻居节点列表中维护节点我,我们可以知道哪个部门经常与其他节点进行通信。他们组的节点可能存在的领域和更有可能为节点我发现新邻居节点。

然后,我们可以制定HSD如下。当节点我点的定向天线 ,我们可以得到, 在哪里代表的比例互动通过接收到的消息相对于总通过各界节点接收到的消息我和代表的邻居节点中记录节点的邻居节点列表中我。我们定义 和 。之间的关系和表示如下:

在初步阶段,和在(2)都是非常小的部门是第一个发现邻居节点往往更大自和可以通过这个领域所有生成的,在这种情况下,节点可能天线指向这个行业不合适吗这是接近 。邻居发现的过程,根据(1)和(2),每个部门将太稳定响应拓扑变化。例如,领域的几个邻居节点的发现往往是小,甚至接近于零。然而,节点可以改变他们的社区有一个小概率部分中提到3。此外,节点间的相对位置可以发生戏剧性的变化有时即使他们走在同一个社区,例如当节点走到相反的方向。因此,可以出现在邻居节点的领域是空的和前面的使用这些部门将会过时。

使(2对网络的拓扑)敏感,HSD,我们提出一种机制来估计拓扑变化通过监测信息接收的频率。

首先,在一个特定的监控时间, ,然后,我们可以得到 在哪里表明消息接收的频率在最近的时期 。很明显,是一个稳定值,当节点之间的相对位置是稳定的。在这种情况下,即时接收频率, ,是稳定的,它认为吗

根据(1)和(3),我们注意到

因此,仅仅是由节点的状态吗我但不是的状态 。由于这个,我们定义 消息接收节点的频率是什么我无论地位的行业。

根据(4)和(5),当网络中的拓扑结构是稳定的,下面是每两个部门之间建立节点我:

因此,我们可以比较在来估计节点周围的拓扑变化基于(6)。的运作过程(6)分析如下。

在你的邻居发现过程的初步阶段,根据(6),调整将开始第一监控时间之后。和节点我应该扫描两个以上部门在第一监控时间申请(6)。因此,最初的将被限制在合理范围的比较领域之一。之后,当周围的拓扑节点我变化,有两种情况:(我)节点之间的相对位置改变而邻居节点仍在节点的传输范围我;的数量,节点的传输范围内的邻居节点我是相同的;(2)一些邻居节点不再在节点的传输范围我或进入新邻居节点传输范围;的数量,节点的传输范围内的邻居节点我是改变。

的仿真结果1)表明,在某些情况下节点不能互相发现即使他们相互的传播范围内由于定向天线的设备,同时,在一般情况下,更多的邻居节点的传输范围内节点我会导致更频繁的沟通。因此,我们假设仅仅是由节点的传输范围内节点的数量吗我。

第一的情况下,例如,一些节点从部门到部门 。很明显,将减少,而将会增加。然后我们可以调整和根据(6)自是稳定的。

第二的情况下,也会改变,我们需要重写(6)以下形式:

当第二个情况发生,明显的变化 ,我们分别分析的变化和如下: 然后,

简化(9),让 收益率

根据(11),当新邻居节点到节点的传输范围我如出现在部门 ,很明显,会比这 。根据(7),会增加。相反,当节点逃离 , 将小于这会减少。到目前为止我们可以得出结论,(6)适用于动态拓扑。

5。路由协议

网络中节点配备定向天线,没有一致的路径从源节点到目标节点。在本节中,我们设计一种特殊的路由协议HSD- - - - - -R这是基于HSD制定。路由决策基于知识保持在邻居节点列表中。

5.1。邻居节点表处理

我们把图5作为一个例子来演示如何分析你的邻居节点表当数据包等待传输。

如图5,当节点我计划传输节点的数据包k,它可以发送节点的数据包j₁和j₃立即。但节点j₃不合格的中继节点自节点k超出它的传输距离。然而,对于节点j₁我们需要进一步考虑,因为它和节点之间的连接时间我可能太短来完成一个完整的数据传输时他们的定向天线指向对方。此外,当数据包到达节点j₁,消费的时间节点j₁和节点k他们的定向天线指向正确的方向还需要考虑因为节点的数据包是守恒的j₁在此期间,不能传播。

为了使一个适当的路由决策,我们需要找出哪些节点可以传递数据包的目的地成功概率高的。当节点我想与节点通信j通过部门 ,通信概率可以表示如下: 在哪里是指节点之间的通信概率我和节点j通过 。此外,我们需要确保节点是最好的选择吗我与节点通信j。例如,在最近的监测时间、节点我和节点j有频繁的沟通吗但这种情况可能是该节点的结果我和节点j只是碰巧发现每个在最近米虽然他们很少遇到彼此。换句话说,你的邻居节点之间的关系我和节点j中存在的只是在最近的监测时间。对于这种邻居节点,他们不是好选择传送数据包由于疲软的邻居,源节点之间的关系。因此,我们引入一个系数, ,指节点之间的邻里关系的稳定我和节点j。它可以计算如下:

分析所有可能的路径的时间指标之前,我们需要对细节如何定向天线在数据传输操作。当我们提到的部分3、节点应该开关定向天线的谓项序列为了使路由决策更精确,当源节点数据传输可以开始其在任何时间点和节点的时间同步。因此,我们提出一种机制让节点自发地改变他们的旋转模式。当数据包保存在节点和等待被传播,数据包可以由节点本身生成或接收从其他邻居,这些节点开关旋转模式DT-M。否则,他们仍然保持他们的扫描模式PTN-M。互动消息的广播仍在继续旋转模式DT-M或PTN-M因为拓扑变化也可以发生在数据传输。

考虑到节点进行路由决策基于两跳节点的状态距离,至少有三套定向天线参与数据传输。根据邻居节点列表保存在源节点我,我们可以构建源节点对行业的关系,邻居节点和两跳节点。照图6,我们可以画出框架的位置和长度源节点我根据行业分布在邻居节点列表;的位置和长度的帧中继节点j和两跳节点k分别决定的吗Neighbor-Information区域和两跳节点列表。在图6时间轴的零点, ,指的时间点,当源节点准备发送数据包。点之间的绿色地带一个和点B或者点之间C和点D是指时间两个节点覆盖的定向天线;也就是说,两个节点可以在绿区相互通信。

当继电器节点接收到数据包成功,有两种可能性:中继节点等待一段时间,直到它可以与节点通信k,如在图所示6(一);中继节点发送节点k立刻,这意味着 ,如图6 (b)。

源节点,节点我在任何时候,可以发送数据包。换句话说,点的位置O可以在任何地方的持续时间 ,,一般来说,它可以分为两种情况:它able-transmitting时期之前,像点O在图6(一);它able-transmitting期间,像点在图6(一)和点O在图6 (b)。如果错过了节点时间的两种立场,像点在图6 (b)沟通,它不得不等待下一个部门,它可以被视为点O一次。

从图6我们可以看到,为了找出之间的关系三套定向天线,有必要找出一开始的时间点, 和结束时间点 ,因为这些领域:

(1) :

(2) :

(3) : 然后提出一种算法来预测和传输时间等待每一个可能的路径。

等待时间和able-transmitting时间后根据算法计算每条路径1,源节点能够使其路由决策。

5.2。路由决策

当源节点,节点我希望发送数据包到目的节点,节点k,我们假设你的邻居节点发现的节点的集合我用还有( 两跳节点)两跳节点列表每个邻居节点。因此,许多潜在的两跳节点的路径我是 。有四种可能,当节点我经过它的邻居节点表:(一)节点k只是记录在吗Neighbor-Information区域。(b)节点k只是记录在吗两跳节点列表一些邻居节点。(c)节点k不仅在记录吗Neighbor-Information区域但也在两跳节点列表。换句话说,节点我可以发送节点的数据包k直接或通过中继节点。(d)没有记录节点k在邻居节点列表中。

第一三种可能性,每一个可能的路径应该进一步考虑因为直接路径可能有更少的连接时间和较低的连接比例。的路径集可以用到达目标节点 。

从算法1我们可以看到一个完整的时间消耗传输只包括able-transmitting时间和等待时间。为一个特定的路径从源节点到目标节点,遗忘地,成功的决定性的一部分交付是路径中最薄弱的环节,这指的是最不稳定的两个节点的邻居之间的关系。算法的计算结果1是理论时间基于最近更新的历史记录。使它更适合一般情况下,我们提出一个过滤器每条路径的不等式 : 在哪里和指示交付每一跳的预计时间H表明传输延迟和传播延迟一跳。在这篇文章中,节点之间的传播延迟是假定为小数据包的大小都是一样的;因此,我们假设H每个节点都是一样的。方程(17)表明,最低able-transmitting时期的理想路径应该足以完成一个包传输。

为了减少网络的负载,我们设置一个TTL, ,每一个数据包。基于前面的讨论,我们可以得出这样的结论:数据包TTL的在一个特定的路径应该的总和H和等待时间的路径。更宽容的复杂环境条件,我们集如下:

算法2路径选择的过程细节。一组用合格的路径。

在路径选择过程中,源节点生成的v副本的数据包和通过第一个传递它们v路径在 。 是一个预设常数详细节是哪个6。

然后,我们讨论第四没有记录节点的情况k在邻居节点列表中。显然,一个节点可能会遇到更多的邻居节点两跳距离更多的拓扑信息。因此,在这种极端情况发生时,节点我将它的数据包发送给所有邻居节点发现比节点的邻居节点我剂量;也就是说,节点我发送节点的数据包j如果β_j比的大小 。如果仍然没有合格的邻居节点之后,然后我们选择那些遇到不同的节点与邻居节点 。算法3描述了这个过程。的大小用x,用合格的邻居节点的集合 。

6。仿真结果

在本节中,我们评估的性能HSD和HSD-R分开。我们使用一个模拟设置,由节点均匀分布的二维平面面积20公里×20公里。固定的传输范围 公里,每个定向天线的角度 ,也就是说,每个车辆节点6个部门。旋转的定向天线 和每个接收状态的持续时间 这表明每个节点可以广播你好消息在一个圆圈完全18倍。监测时间 。车辆节点的移动速度是50公里/小时每180近15米τ与一个随机的方向。

我们改变这个区域内的节点总数与5、10、50,和他们代表三个级别的节点密度极低,低,分别和高。我们假设社区的面积是4公里×4公里,和一个社区的节点数量是随机从2到5 。在极低密度场景中,我们人为地把5节点分成两组分别与2和3。我们运行仿真和仿真时间是10的20倍⁴τ。每次节点随机分布在该地区。有机会节点不能发现所有其他节点,因为他们的定向天线不能覆盖整个地区。

6.1。评价HSD

首先,我们比较和分析的性能HSD和随机算法。当节点切换与平等和固定的部门顺时针 ,事实证明,消费远远大于他们的平均时间HSD和随机算法。因此,我们只专注于仿真的比较HSD和随机算法。图7显示了这两个算法的性能在每个节点成功发现一定比例内邻居节点的区域。

在图7 (c),HSD和随机算法时间消耗当发现节点上没有明显的差异在70%,在高密度的场景中,有很多邻居节点在任何行业,这样的扫描模式HSD类似于随机算法。当发现节点达到70%,的性能HSD更糟糕的是。因为更高密度的节点会导致更频繁的节点间的通信,节点特别是位于中部的场景可以通过湍流部门的安排。然而,如图7(一)和7 (b),HSD会取得更好的性能,因为沟通是小的概率和拓扑的变化时更容易被探测到的节点的密度很低。特别是在图7(一)一个社区中,当节点发现在另一个社区,一个节点可以指出他们的定向天线的某些部门另一个社区定位很长一段时间以来从其他领域很少有干扰。因此,平均时间消耗和时间消耗的标准偏差HSD都是小于随机算法。根据(20.),包的大小对协议的性能有明显的影响。然而,节点之间的交互作用摘要以来罕见的节点密度很低;例如,只存在一个邻居节点在一个部门为低密度场景。

总之,仿真结果证明HSD达到更好的性能比随机算法的邻居发现当节点稀疏分散。

6.2。评价HSD-R

的仿真结果HSD,我们得出这样的结论:HSD当节点稀疏分散达到更好的性能。文献[16)提出了一种路由协议喷雾和焦点。虽然喷雾和焦点不是专为定向天线安装的网络,它是一个典型的针对机会网络的路由协议中,最重要的是节点(16]显示位置和群体偏好。因此,我们比较和分析的性能HSD-R和喷雾和焦点在低密度场景中分别和高密度场景。喷雾和焦点包括两个阶段:在第一阶段分配一个固定数量的副本最初几个继电器,并在第二阶段每个继电器可以复制可能更适当的继电器,使用一个精心设计的实用为基础的计划。

根据(16),数据包副本的数量等于约5 - 10%的总节点作为一个有用的经验法则的良好表现。因为节点(16不配备定向天线,节点之间的连接概率在我们的场景中远远低于[16]。在这种考虑,我们增加数据包副本的数量,也就是说,所选路径的数量, ,逐渐从大约5%到20%的总节点来比较它们的性能。对每个节点的数据传输的开始时间是随机的和目标为每个源节点随机选择。

当节点密度低,只有两条路可以选择对于高密度场景和周围十路径。照图8平均able-transmitting时间, ,节点在低密度场景更大,因为节点大多他们的定向天线指向特定领域另一个社区定位很长一段时间,从其他领域很少有干扰。

图9描述了两个协议的性能在低密度场景。相比喷雾和焦点的传输延迟HSD-R低得多,它显示了每个节点没有明显的差异。图9表明所选择的路径HSD-R做减少延迟。成功的两个协议的传输速率低密度场景都在90%以上。

当节点密度变得更高,在图10,我们可以看到一个明显的减少当副本的数量大于6,即节点总数的10%左右。这表明,第一个6路径的平均able-transmitting时间比左边的大得多的路径。图11证明了最小数量的副本HSD-R达到一个合理的成功率和延迟是10%左右。此外,我们可以看到的成功率喷雾和焦点大大减少当副本的数量是小的传输延迟HSD-R略有改变。和最低数量的副本HSD-R达到一个合理的绩效小于喷雾和焦点。需要解释的是成功率明显的区别HSD-R和喷雾和焦点是由小的总节点数情况下,和几个数据包未能交付到目标会导致伟大的成功率下降。我们没有超高密度的模拟场景,因为定向天线不是为这样的场景而设计的。

总之,相比喷雾和焦点,HSD- - - - - -R能保证一个成功的交付数量较小的数据包副本而装备定向天线。

7所示。结论

在本文中,我们专注于车辆的网络。首先,我们提出了一种新颖的邻居发现算法基于历史部门分布(HSD)车辆装备特设网络定向天线在哪里。被提议的HSD可以使车辆可以安排他们的定向天线根据网络的拓扑结构。我们已经证明我们的算法可以实现更好的性能比传统的随机算法特别是在场景中车辆节点稀疏分散。其次,我们设计一个路由协议HSD-R这是来自HSD。在HSD-R、车辆节点进行路由决策通过分析每个可能的路径链接质量的源节点和目的节点之间基于邻居发现过程中收集的信息。的评价结果HSD-R证明成功的传播率高和低传输延迟保证与少量的数据包副本。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作是支持中国国家重点研发计划的一部分(拨款2016 yfb1200100)。

引用

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