论文部分内容阅读
随着科技的进步以及生活水平的提高,城市中个人拥有手持设备和私有车辆的比例越来越高。在交通服务网络的智能化进程中,车载机会网络的研发渐渐地占据了更广的领域空间。相对于传统的ad hoc网络而言,车载机会网络的节点具有高速移动等的自身固有特征,从而网络可能会出现间歇连通、网络分割以及拓扑结构变化频繁等众多问题。网络中数据的传输只能依靠节点之间进行机会性的传递,严重影响了这种以数据为中心的网络的数据传输性能。在真实世界环境中对车载机会网络的应用以及协议进行有效的测试和评估,需要大规模的进行通信车辆节点部署,因此花销可能会过于巨大。进行网络研究有许多种方法,包括分析建模、实验测试以及网络仿真等。网络仿真表现出众多的优势受到了网络研究人员的青睐,其中优势表现在经济有效、周期小、可操作性强、准确性高等。在车载网络环境的应用、移动模型以及路由协议的研究分析上,网络模拟仿真具有重要的作用,特别是在节点分布较稀疏时,车载网络仿真能够更好的描述无线链路的细节特征,因此利用车载机会网络仿真系统对车载机会网络进行研究就成为了一种很有效的技术手段。本文基于对ONE平台上机会网络仿真的实现,并结合社会网络的思想,对车载机会网络的仿真系统进行了研究。ONE仿真系统是由芬兰的诺基亚研究中心提供支持的SINDTN和CATDTN工程项目开发而成的。ONE是一种基于离散事件引擎开发而成的仿真系统,其中包含了许多的模块,在仿真的每一步中都会对其更新,从而来实现整个仿真的功能。它能够通过使用不同的路由协议来模拟机会网络中消息的收发,并生成移动轨迹的记录。ONE仿真系统主要包括了移动模块和网络通信模块两大部分,并整合了其他各个模块共同实现了仿真中节点移动的建模、路由和消息的处理以及节点之间的通信等功能。ONE模拟器为了使仿真可行,有时需要对现实世界的某些方面进行抽象或完全舍弃,这几乎是仿真软件的通病。近年来相关研究人员最近重点都是放在了如何使得仿真更加趋于真实世界的问题上。因此,针对当前ONE仿真系统存在的不足,本文在仿真平台、移动模型、缓存策略和路由模型等多个方面提出了理论创新和技术改进,具体的研究内容如下:(1)车载网络是高度面向应用的网络类型,与其他传统的网络相比有一些独有的特点如节点数量庞大、信息转发模型复杂、节点移动性强等,由于这些特点使得仿真模型不能简单的使用传统的OSI参考模型或者是TCP/IP协议栈。本课题借鉴OSI参考模型并结合机会网络的自身特点,在ONE模块分级机制的基础上建立了物理层和链路层模型。(2)在仿真过程中都有一个假设前提条件,即移动通信设备都是一直处于启动状态的,但是现实中为了节省能源,有些设备往往会根据情况的需要切换成空闲状态,也有一些设备会周期性的对邻居节点进行探测。综上分析,ONE仿真环境中因不会受到任何的干扰,从而通信时间过于乐观。本课题拟提出带有多种信道损耗形式的无线信道模型。本课题根据距离、信号干扰、移动性等不同环境特征的影响对信道损耗进行了划分。(3)对ONE的GUI进行了扩展,ONE的使用更加方便快捷,节点的特性、配置等更加明了。使得实验人员可以不再使用大量的命令的情况下更好的对仿真系统进行操作和控制,把更多的精力放在实验结果上而不是仿真系统的使用的探索上。(4)车辆的驾驶员是人类,所以车辆的行为特征往往反映的是人的行为特征,因此,本课题基于社会网络理论提出了一种移动模型SVMM(Social Vehicle Movement Model)。在多样的车载机会网络环境中,这种崭新的移动模型被用来更准确地反映真实世界城市环境中的移动模式。另外,由于机会网络环境中网络分割、不稳定等特征导致节点之间的连通时间得不到保证,连通时段的消息传输数量并不能达到一个理想值,因此,本课题还提出了一种缓存管理策略ISM(Intelligent Subsection Management),并根据该缓存管理策略提出了一种具有消息副本辐射分发特性的改进路由算法。