文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2016.12.002
中文引用格式: 龔恒,林濤,侯長軍,等. VANET中多跳廣播方案的研究進展[J].電子技術應用,2016,42(12):10-15.
英文引用格式: Gong Heng,Lin Tao,Hou Changjun,et al. Research progress of multi-hop broadcasting protocol in VANETs[J].Application of Electronic Technique,2016,42(12):10-15.
0 引言
隨著自組織無線通信和車輛技術的快速發(fā)展,在不久的將來,交通信息方向將發(fā)生重大轉變。未來,將采用分布式的移動探測點(Probes)收集和分布實時的交通信息,不再引用嵌入基于基礎系統(tǒng)中的固定傳感節(jié)點。車輛的分布式網(wǎng)絡,即車聯(lián)網(wǎng)VANETs(Vehicular ad hoc networks)[1-2]成為無基礎設施、自組織的交通信息系統(tǒng)。在VANET中,每個車輛就是一個移動傳感節(jié)點,承擔收集、分發(fā)交通信息的角色。
分發(fā)交通信息是VANETs中最根本的問題。相比于Internet內的單播數(shù)據(jù),交通信息通常具有定向廣播(Broadcast-oriented)特性。換而言之,交通信息是公共利益(Public interest),受益的是一群車輛,而不是某個體車輛。因此,與單播協(xié)議相比,廣播方案更適合于VANETs。廣播方案的主要優(yōu)勢在于車輛不需要目的地址,而單播協(xié)議需要準確的目的地址,這就避免了路由發(fā)現(xiàn)、地址解析以及拓撲管理等復雜環(huán)節(jié)[3-4]。 為此,本文著重分析VANETs的廣播方案。目前,研究人員已提出許多廣播方案,這些方案可分為單跳廣播和多跳廣播。
在多路廣播方案中,通過網(wǎng)絡泛洪方式傳輸數(shù)據(jù)包。通常,當源車輛廣播了信息數(shù)據(jù)包后,位于源車輛鄰近區(qū)域的車輛就變成下一跳轉發(fā)車輛(節(jié)點),并扮演著通過重播轉發(fā)數(shù)據(jù)包的任務。類似地,后續(xù)的車輛繼續(xù)轉發(fā)數(shù)據(jù)包。通過這種方式,能夠將源節(jié)點的數(shù)據(jù)包傳輸至遠距離的車輛。
目前,研究人員已提出眾多的基于多跳的廣播協(xié)議,如圖1所示。本文針對這些多跳廣播協(xié)議進行分析,解析它們的特點。
1 多跳廣播協(xié)議
多跳廣播協(xié)議是通過泛洪方式傳遞數(shù)據(jù)包。然而,在VANETs使用純(Pure)泛洪方案是不足夠的,原因有兩點:可擴展性和數(shù)據(jù)包碰撞。隨著網(wǎng)絡密度的增加,導致相同的數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡內反復重傳,這將引起信道帶寬的浪費,這就說明純泛洪方案不適應于密集網(wǎng)絡,不具有可擴展性。此外,在密集網(wǎng)絡,由于在同一個區(qū)域大量數(shù)據(jù)包同時廣播,不可避免會引起數(shù)據(jù)包碰撞,即廣播風暴問題[5]。為此,一個優(yōu)質的多跳廣播協(xié)議必須要解決這兩個問題。
目前,解決擴展性和碰撞兩個問題的常用方法就是降低冗余重傳數(shù)據(jù)包的數(shù)量。換而言之,只選擇部分車輛重傳數(shù)據(jù)包。依據(jù)現(xiàn)在多跳廣播協(xié)議特性,可分為基于時延、基于概率和基于網(wǎng)絡編碼的多跳廣播方案。
1.1 基于時延多跳廣播
所謂基于時延多跳廣播就是每個接收了數(shù)據(jù)包的車輛在轉發(fā)數(shù)據(jù)包之前,設定不同的延時等待,只有延時完畢,再轉發(fā)數(shù)據(jù)包,具有最短延時等待的車輛具有重播數(shù)據(jù)包的最高優(yōu)先權,此外,為了避免冗余,一旦監(jiān)聽到其他車輛已重播了數(shù)據(jù)包,車輛放棄等待。通常,延時時間是關于車輛與傳輸數(shù)據(jù)包的源車輛間的距離函數(shù),一般距離越遠,延時時間越短,成為下一跳重播節(jié)點的幾率越大。接下來,分析幾種典型的基于時延多跳廣播方案的特性。
1.1.1 城市多跳廣播UMB方案[6]
UMB(Urban Multi-Broadcast)方案目的在于解決廣播風暴、節(jié)點隱藏以及多跳廣播中的可靠性問題。UMB方案首先將源節(jié)點傳輸范圍內的道路劃分幾個區(qū)域(Segments),位于最遠Segments內的車輛具有優(yōu)先轉發(fā)數(shù)據(jù)包的權力。此外,UMB方案引用定向-廣播(directional broadcast)和十字路口廣播(Intersection broadcast)兩種模式。
在定向-廣播(directional broadcast)模式中,當車輛i需要發(fā)送數(shù)據(jù)包時,i首先傳輸請求廣播控制包RTB(Request -to-Broadcast),其包含了自己的位置和數(shù)據(jù)包傳輸方向。位于車輛i傳輸范圍內的車輛一旦收到RTB,它們就開始傳輸被稱為Black-burst的干擾信號(Jamming Signal)。Black-burst的時長L是關于車輛i與接收RTB的車輛間的距離d的函數(shù),如式(1)所示。
其中R表示車輛的傳輸范圍、S表示時隙的時長。從式(1)可知 ,距離d越遠,時長L越長。
車輛(假定車輛j)傳輸了Black-burst后,車輛j繼續(xù)監(jiān)聽信道。如果發(fā)現(xiàn)信道忙,則表明有其他車輛正在傳輸Black-burst。在這種情況下,車輛j將放棄轉發(fā)數(shù)據(jù)包的權力。轉發(fā)數(shù)據(jù)包的任務由其他車輛完成。反之,若信道是空閑的,車輛j向車輛i回復被稱為消除廣播的數(shù)據(jù)包CTB(Clear-to-Broadcast)。成功傳輸了CTB的車輛被選為轉發(fā)數(shù)據(jù)包的下一跳車輛。
一旦車輛i接收到CTB,車輛i就開始傳輸DATA數(shù)據(jù)包。當車輛j收到DATA數(shù)據(jù)包后,車輛j向車輛i回復確認數(shù)據(jù)包ACK。如果在規(guī)定時間內,車輛i未能收到ACK控制包,那么整個過程重新開始。
然而,UMB方案并非是免碰撞的協(xié)議。當一個segment內有多個車輛時,它們可能會同時傳輸CTB,這就會引用碰撞。
1.1.2 智能廣播SB[7]
由上述分析可知,UMB方案中下一跳的轉發(fā)車輛需要等待很長的時間才能轉發(fā)數(shù)據(jù)包。為此,文獻[18]提出智能廣播SB(Smart Broadcast)方案,通過為下一跳轉發(fā)車輛設定短的等待時間解決這個問題。
SB方案的數(shù)據(jù)包轉發(fā)過程如下所示。當車輛(仍假定車輛i)需要發(fā)送數(shù)據(jù)包,首先車輛i傳輸RTB,其包含位置、傳輸方向和競爭窗口尺寸(Contention window size)等信息。位于車輛i傳輸范圍內的車輛將接收到RTB,它們從RTB提取車輛i的位置信息,并決定自己的“sector”。最后,它們再依據(jù)自己所屬的sector,選擇競爭時延。
依據(jù)文獻[7],UMB方案設定了NS個sector。位于第r個sector內的車輛可從式(2)所示的時延集內隨機地選擇自己的競爭時延Wr:
其中r=1,2,…,NS,并且r=1表示最遠的sector。cω是競爭時延的時長。如式(2)所示,位于最遠sector內的車輛(r=1)等待的時延最短。
當?shù)却龝r延計時完畢,車輛(仍假定車輛j)就向車輛i傳輸CTB包。若成功接收了CTB包,車輛i就傳輸數(shù)據(jù)包DATA。
文獻[7]對SB和UMB方案的性能進行了對比分析。結果表明SB方案在數(shù)據(jù)包傳輸率方面優(yōu)于UMB方案,主要原因在于:UMB方案的數(shù)據(jù)包碰撞率隨著車輛密度的增加而提升。而SB方案的數(shù)據(jù)包傳輸率趨于一常數(shù),不隨車輛密度變化而波動。
1.1.3 有效定向廣播EDB[8]
文獻[8]提出了基于時延的多跳廣播協(xié)議,其工作流程與UMB和SB方案類似。然而,EDB(Efficient Directional Broadcast)方案未引用RTB和CTB控制數(shù)據(jù)包。此外,EDB方案引用了定向天線,每個車輛裝有兩個定向天線,波束寬度為30度。
與UMB方案類似,EDM方案依據(jù)車輛所處的位置不同,定義兩類數(shù)據(jù)包:道路上數(shù)據(jù)包和十字路口數(shù)據(jù)包。位于道路上的車輛,若它(假定車輛i)需要傳輸數(shù)據(jù)包,車輛i直接傳輸數(shù)據(jù)包,其后面的車輛跟著轉發(fā)。為了減少冗余重傳數(shù)據(jù)包,車輛在轉發(fā)數(shù)據(jù)包之前設定不同的延時等待。延時的時長是關于離源車輛(車輛i)的距離函數(shù),如式(3)所示。
其中R表示傳輸范圍、d表示車輛離源車輛i的距離。max_WT表示最長的等待時間。
如式(3)可知,離源車輛i越遠的車輛具有越高的轉發(fā)權。一旦延時等待完畢,車輛就立即傳輸ACK確定包。其他車輛監(jiān)聽到ACK包,表明有車輛具有比自己更高的轉發(fā)權,自己就放棄這次競爭轉發(fā)權任務。當源車輛i收到ACK,車輛i就傳輸數(shù)據(jù)包DATA。此外,為了提高可靠性,如果在max_WT內沒有車輛轉發(fā)數(shù)據(jù)包,車輛將周期地廣播數(shù)據(jù)包。
1.1.4 Slotted 1-Persistence Broadcasting[9]
文獻[9]提出Slotted 1-Persistence廣播方案,其類似于其他的基于時延多跳廣播方案。離源車輛i越遠的車輛,具有越高的數(shù)據(jù)包轉發(fā)權。當接收到數(shù)據(jù)包,車輛就依據(jù)給定的時隙(Time slot)轉發(fā)數(shù)據(jù)包。時隙是關于車輛離源車輛的距離函數(shù)。假定車輛給定的時隙:
其中Dij表示車輛j離源車輛i的距離、R為傳輸范圍、NS表示預定的時隙數(shù)。
與Slotted 1-Persistence廣播方案類似,文獻[13]提出基于車輛密度的緊急廣播VDEB(Vehicle-density-based Emergency Broadcasting)方案。VDEB方案也采用等待時隙,其是關于距離的函數(shù)。與Slotted 1-Persistence不同的是,VDEB方案考慮了車輛密度信息,并依據(jù)該信息決定合適的時隙數(shù)。
1.1.5 分發(fā)安全消息的可靠RMDSI方案
文獻[10]針對網(wǎng)絡不連接問題,提出RMDSI(Reliable Method for Disseminating safety information)方案,從而提高通信的可靠性。RMDSI方案利用延時給每個車輛配置不同的轉發(fā)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權。與EDB類似,當接收到了數(shù)據(jù)包,車輛就依據(jù)式(3)計算等待時延,當時延計時完畢,就轉發(fā)數(shù)據(jù)包。在等待過程中,車輛一直監(jiān)聽信道,一旦發(fā)現(xiàn)其他車輛已轉發(fā)了數(shù)據(jù)包,就取消自己轉發(fā)數(shù)據(jù)包的任務。
RMDSI方案的另一個特性就是引用了解決網(wǎng)絡斷裂的機制。每個轉發(fā)車輛都保存它已轉發(fā)數(shù)據(jù)包的副本,直到它監(jiān)聽到來自下一跳轉發(fā)節(jié)點發(fā)送的副本(Duplicate)或者數(shù)據(jù)包的有效期已過。如果沒有監(jiān)聽到來自下一跳轉發(fā)節(jié)點發(fā)送的副本,則表明網(wǎng)絡可能斷裂。在這種情況下,轉發(fā)車輛就繼續(xù)重播,直到它監(jiān)聽到來自下一跳轉發(fā)節(jié)點發(fā)送的副本。通過這種機制應對網(wǎng)絡斷裂,提高數(shù)據(jù)包傳輸成功率。
1.1.6 多跳車輛廣播MHVB
文獻[11]提出多跳車輛廣播MHVB(Multi-Hop Vehicular Broadcast)方案。與其他基于時延廣播方案一樣,MHVB方案引用了轉發(fā)數(shù)據(jù)包進行時延等待機制,時延的時長是關于距離函數(shù)。然而,不足的是:文獻[11]中并沒有給出計算時延時長的具體函數(shù)。
與其他基于時延廣播方案不同,MHVB方案采用了交通擁擠檢測機制。交通擁擠,意味著車輛密度高,在這種環(huán)境下,每個車輛廣播自己消息的間隔應增大。基于這個原理,MHVB方案利用鄰居數(shù)和行駛速度信息對交通擁擠進行檢測。當車輛發(fā)現(xiàn)自己的鄰居數(shù)大于門限值X,并且自己的行駛速度低于門限值Vmax,表明交通擁擠,在這種情況下,車輛將增加廣播間隔。
1.1.7 RBLSM
文獻[12]提出RBLSM(Reliable Broadcasting of life safety messages)方案。RBLSM方案也采用時延等待機制:車輛在轉發(fā)數(shù)據(jù)包之前,進行時延等待,直到時延計時完畢,才轉發(fā)數(shù)據(jù)包。與其他時延等待方案不同的在于:RBLSM方案不再將離源車輛遠的車輛給予最高的轉發(fā)數(shù)據(jù)包權,反而,就離源車輛最近的車輛,給予最高的轉發(fā)權。此外,RBLSM方案也采用了RTB、CTB控制包。
與RBLSM方案類似,文獻[14]提出基于鏈路的分布式多跳廣播LDMB(Link-based Distributed Multi-hop Broadcast)方案。與RBLSM方案不同,LDMB方案中車輛在計算等待時延時,不僅考慮離源車輛的距離,還融入了交通密度、傳輸范圍以及數(shù)據(jù)包傳輸率。
1.2 基于概率的多跳廣播
所謂基于概率的多跳廣播就是指每個車輛設定轉發(fā)數(shù)據(jù)包的概率,如文獻[15-17]。由于不是所有的車輛都能夠轉發(fā)數(shù)據(jù)包,冗余數(shù)據(jù)包的數(shù)量和數(shù)據(jù)包碰撞率得到有效的下降。基于概率的多跳廣播方案最關鍵的因素在于如何設置數(shù)據(jù)包轉發(fā)概率。接下來,分析一些典型的基于概率的多跳廣播方案。
1.2.1 Weighted p-Persistence
文獻[9]采用Weighted p-Persistence策略計算數(shù)據(jù)包轉發(fā)概率。車輛在轉發(fā)數(shù)據(jù)包之前,先依據(jù)離源車輛的距離計算轉發(fā)概率:
其中Dij表示車輛j離源車輛i的距離、R為傳輸范圍。依據(jù)式(6)可知,離源車輛越遠,具有轉發(fā)數(shù)據(jù)包優(yōu)先權的概率越大。然而,這個概率函數(shù)并沒有考慮車輛密度信息,因此,如果網(wǎng)絡密集,轉發(fā)的數(shù)據(jù)包數(shù)量仍然很大。此外,文獻[32]提出與Weighted p-Persistence類似的方案,轉發(fā)概率正比于離源車輛的距離。
1.2.2 優(yōu)化的自適應概率廣播OAPB
文獻[15]提出了優(yōu)化的自適應概率廣播OAPB(Optimized Adaptive Probabilistic Broadcast)方案。OAPB方案依據(jù)局部的車輛密度計算數(shù)據(jù)包轉發(fā)概率。每個車輛通過交互HELLO數(shù)據(jù)包,計算自己的局部車輛密度信息。假定車輛j收到數(shù)據(jù)包,其轉發(fā)數(shù)據(jù)包的概率φj:
其中,N1、N2和N3分別表示車輛j的一跳鄰居數(shù)、二跳鄰居數(shù)和三跳鄰居數(shù)。
此外,為了進一步減少被轉發(fā)的數(shù)據(jù)包數(shù)量,具有相同轉發(fā)概率φ的車輛設定不同的時延:
仿真結果表明OAPB方案在廣播開銷和數(shù)據(jù)包傳輸率方面優(yōu)于DB(Deterministic Broadcast)。原因在于OAPB能夠依據(jù)網(wǎng)絡特性自適應地調整轉發(fā)概率。
1.2.3 AutoCast
文獻[16]采用了AutoCast廣播方案,依據(jù)車輛一跳鄰居數(shù)計算轉發(fā)概率p:
其中Nh表示一跳鄰居數(shù)。從式(9)可知,轉發(fā)概率隨著一跳鄰居數(shù)的增加而下降。然而,顯然,AutoCast廣播方案能夠正常工作是以Nh大于或等于5為前提的。但是,文獻[16]并沒有描述在Nh小于5時,AutoCast廣播如何計算轉發(fā)概率。
此外,為了提高覆蓋率和可靠性,AutoCast廣播方案采用了周期性重播機制。重播間隔t:
與MILE和按需MILE相比,AutoCast廣播方案的性能有顯著提高。MILE方案只是一個簡單的周期廣播協(xié)議,節(jié)點周期性轉發(fā)接收到的數(shù)據(jù)包。而按需MILE方案是基于MILE的優(yōu)化版,降低轉發(fā)的數(shù)據(jù)包數(shù)量。仿真結果證實了AutoCast廣播方案在數(shù)據(jù)包傳輸率和傳輸速度方面均優(yōu)于MILE和按需MILE方案。原因在于AutoCast方案考慮了車輛密度信息計算轉發(fā)概率,這有助于降低數(shù)據(jù)包碰撞概率和增加數(shù)據(jù)包傳輸率。
1.2.4 不可靠轉發(fā)IF
文獻[17]提出了不可靠轉發(fā)IF(Irresponsible Forwarding)方案。IF方案依據(jù)離源車輛距離和車輛密度信息計算轉發(fā)概率p,如式(11)所示。
其中ρs表示車輛密度、z表示傳輸范圍、d為車輛離源車輛的距離。c為形狀參數(shù)shaping parameter,且c≥1。注意到式(11),其不同于傳統(tǒng)的轉發(fā)概率函數(shù)。傳統(tǒng)的轉發(fā)概率函數(shù)是關于距離的線性函數(shù)。從式(11)可知,轉發(fā)概率p隨著距離d的增加而提高,隨著網(wǎng)絡密度ρs的增加而下降。
文獻[17]進一步分析證實:可通過形狀參數(shù)c控制轉發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量。此外,IF方案維持轉發(fā)數(shù)據(jù)包的數(shù)量趨于常數(shù),即使是在車輛密集區(qū)域,這點說明,IF方案具有可擴展性。
1.3 基于網(wǎng)絡編碼的多跳廣播
網(wǎng)絡編碼是一種新穎消息分發(fā)方式,其能夠有效地提高網(wǎng)絡吞吐量[18]。如圖2所示。考慮一個簡單的場景(如圖2(a)),節(jié)點C位于節(jié)點A、B之間,并且節(jié)點A、B不能直接相連接。假定A需要向節(jié)點B傳輸一個數(shù)據(jù)包,同樣,節(jié)點B也需要向節(jié)點A傳輸一個數(shù)據(jù)包。由于節(jié)點A、B不能直接相連接,它們只能借助于節(jié)點C轉發(fā)。具體而言,節(jié)點A先將數(shù)據(jù)包轉發(fā)給C,然后C再轉發(fā)給B。類似地,節(jié)點B將數(shù)據(jù)包轉發(fā)C,然后由C轉發(fā)給A。顯然,這種簡單的方式,發(fā)生四次數(shù)據(jù)包轉發(fā)。
若采用網(wǎng)絡編碼,如圖2(b)所示,首先,節(jié)點A向C發(fā)送數(shù)據(jù)包,然后,節(jié)點B也向C發(fā)送數(shù)據(jù)包。接下來,節(jié)點C利用異或XOR操作,對接收到的兩個數(shù)據(jù)進行編碼,編碼后,再廣播。最后,節(jié)點A、B接收到編碼后的數(shù)據(jù)包,再進行XOR操作就能夠得到自己所需的數(shù)據(jù)包,這個過程只需要三次數(shù)據(jù)包轉發(fā)。
上述分析可知,通過網(wǎng)絡編碼分發(fā)消息能夠有效地降低數(shù)據(jù)包轉發(fā)的次數(shù),提高了寬帶利用率。接下來,分析典型的基于網(wǎng)絡編碼的廣播方案。
1.3.1 COPE
文獻[19]采用了基于網(wǎng)絡編碼的協(xié)議COPE。在實施過程中,COPE主要分為三步:(1)機會監(jiān)聽(Opportunistic listening);(2)機會編碼(Opportunistic listening);(3)鄰居學習(Neighbor state learning)。機會監(jiān)聽充分利用無線廣播媒介探聽的優(yōu)勢,每個節(jié)點將自己監(jiān)聽到的數(shù)據(jù)包存于自己緩沖區(qū),但僅存一段時間。當機會來臨時,將這些數(shù)據(jù)包進行編碼。機會編碼就是指節(jié)點利用一些規(guī)則對數(shù)據(jù)進行編碼,然后再向外傳輸,但是,需要保證接收節(jié)點能夠正確地對已編碼的數(shù)據(jù)包進行解碼。鄰居學習就是接收哪個鄰居節(jié)點所發(fā)送的數(shù)據(jù)包。為此,每個節(jié)點周期地向鄰居節(jié)點廣播自己緩存區(qū)域內的數(shù)據(jù)包。
1.3.2 CODEB
文獻[20]提出CODEB方案,其將COPE擴展到自組織網(wǎng)絡。與COPE類似,CODEB方案引用機會監(jiān)聽。此外,每個節(jié)點周期地廣播自己的一跳鄰居清單。這樣,每個節(jié)點能夠構成兩跳的鄰居清單,從而形成廣播主線。
基于概率廣播方案中,利用概率選擇下一跳轉發(fā)節(jié)點。與基于概率廣播方案不同,CODEB方案從鄰居節(jié)點中選擇一些節(jié)點構成子集,該子集內的節(jié)點轉發(fā)數(shù)據(jù)包。每個節(jié)點利用PDP(Partial Dominant Pruning)算法構建自己的子集。
仿真結果表明CODEB方案在數(shù)據(jù)包傳輸率、數(shù)據(jù)包傳輸次數(shù)方面的性能優(yōu)于僅采用PDP算法未利用網(wǎng)絡編碼的方案。原因在于網(wǎng)絡編碼能夠減少數(shù)據(jù)包傳輸?shù)拇螖?shù)。
1.3.3 EBCD方案
文獻[21]提出基于EBCD(Efficient Broadcasting Using Network Coding and Directional Antennas)方案。EBCD方案結合了網(wǎng)絡編碼和定向天線的優(yōu)勢。與CODEB方案類似,EBCD方案利用DDCDS(Dynamic Directional Connected Dominating Set)算法構建轉發(fā)節(jié)點集。與CODEB不同之處在于:EBCD方案中網(wǎng)絡編碼應用到定向天線的每個sector區(qū)域。仿真結果證實EBCD方案能夠有效地降低數(shù)據(jù)包傳輸次數(shù)。
1.3.4 DifCODE
文獻[22]提出DifCODE方案。與CODEB方案類似,DifCODE方案利用多點轉發(fā)MPR(Multi-point relay)算法計算數(shù)據(jù)包轉發(fā)節(jié)點集。與CODEB方案不同之處在于機會編碼策略。在CODEB方案中,源車輛的所有鄰居車輛都需要能夠立即解碼所接收到的數(shù)據(jù)包。這限制了編碼機會。而DifCODE方案釋放了這個限制性,允許節(jié)點緩存那些不能立即解碼的數(shù)據(jù)包。仿真結果表明,與基于概率方案相比,DifCODE方案具有低的冗余率。
2 性能指標
目前,研究人員采用眾多的方法評估多跳廣播方案的性能指標。為此,依據(jù)每個性能指標的特性,所有性能指標分為三類:頻率、空間、時間,如表1所示。頻率類的性能指標主要涉及到計數(shù),如數(shù)據(jù)包的數(shù)量和車輛數(shù)量。空間類的性能指標主要涉及到距離的測量,而時間類的性能指標是關于時間的測量。
表1的第2列給每個性能指標進行編號。表1的第3列列舉每個性能指標,從表1可知,有些性能指標是非常類似的。第4列描述了計算每個性能指標公式,第5列描述了性能指標的單位,第6列表示該性能指標的使用頻率。
3 多跳廣播方案的性能比較
第1節(jié)已分析了各類典型的多跳廣播方案的特性,為了更充分地分析各方案的特點,表2還從評估模型、仿真平臺以及使用的性能進行總結。
4 總結與展望
針對VANET網(wǎng)絡內的消息分發(fā)方案進行了分析和總結。依據(jù)特性的不同,將現(xiàn)有方案分為三類:基于時延、基于概率和基于網(wǎng)絡編碼的多跳廣播方案。隨后,總結了評估多跳廣播方案的性能指標。
盡管研究人員提出眾多的多跳廣播方案,但仍存在需要亟待解決問題。
(1)理論性能分析的缺失
從表2可知,目前僅少數(shù)多跳廣播方案進行理論性能分析,多數(shù)方案僅采用仿真。因此,通用于分析多跳廣播方案的基礎理論模型值得研究。理論模型首先應該包含車輛移動模型,這直接影響到網(wǎng)絡拓撲和網(wǎng)絡連接。其次,應該能夠包含數(shù)據(jù)包轉發(fā)模型。
(2)真實場景測試的缺失
現(xiàn)有多數(shù)廣播方案均是采用簡單直線道路場景進行測試。然而,分發(fā)交通信息的多數(shù)場景是發(fā)生于城市交通,而城市交通的道路結構是非常復雜,不再是簡單的直線道路場景。因此,廣播方案應該需要在一個復雜的,逼近真實城市交通場景中進行測試。
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