基于車聯(lián)網(wǎng)的接入點負載感知機制

車聯(lián)網(wǎng)可通過汽車上的電子標簽，利用無線射頻等識別技術(shù)，實現(xiàn)對所有汽車的屬性和信息的提取和利用，并根據(jù)不同的功能需求對汽車的運行狀態(tài)進行監(jiān)督。考慮到汽車的移動特性，目前最為常用的車聯(lián)網(wǎng)類型為車載自組織網(wǎng)，其可以實現(xiàn)汽車在網(wǎng)絡(luò)中任意移動、自由加入和退出，不需要固定的基礎(chǔ)設(shè)施。由于車載自組織網(wǎng)這種特殊的組織形式，因此固定網(wǎng)絡(luò)的眾多協(xié)議不能應(yīng)用在其上。根據(jù)車載自組織網(wǎng)的特點，對傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的主動路由協(xié)議進行修改后將其應(yīng)用在車載自組織網(wǎng)中。該協(xié)議將每輛汽車作為一個路由節(jié)點進行數(shù)據(jù)傳輸，但這種協(xié)議需要對控制信息進行周期性傳輸，并需要維護復(fù)雜的路由節(jié)點表，這就造成大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬被占用，使車載自組織網(wǎng)擁堵。對此，提出了一種負載感知機制，該機制不需要對控制信息進行周期性傳輸和維護路由節(jié)點表。

應(yīng)用負載感知機制前，需要在路邊構(gòu)建具有因特網(wǎng)接入點的基礎(chǔ)設(shè)施。負載感知機制的原理是，首先對不同的應(yīng)用場景收集車載自組織網(wǎng)的負載信息，然后根據(jù)收集到的負載信息結(jié)果進行控制信息傳輸?shù)摹熬狻?，從而防止網(wǎng)絡(luò)擁堵?？紤]到控制信息對時效性要求較高，因而將信息傳輸?shù)臅r間延遲作為汽車自組織網(wǎng)負載的評價指標。在傳輸控制信息時，發(fā)送控制信息的汽車節(jié)點對周圍汽車節(jié)點進行掃描，感知周圍汽車自組織網(wǎng)的時間延遲，消除延遲較高的汽車節(jié)點。根據(jù)時間延遲對保留下的汽車節(jié)點分配不同的權(quán)重，依據(jù)權(quán)重制定出最優(yōu)的信息傳輸路線，直至與路邊因特網(wǎng)接入點連接。

在Matlab中對所提出的負載感知機制進行性能評價。設(shè)定一段共有5個因特網(wǎng)接入點的道路，初始時路面隨機分布10輛汽車，這些汽車通過自身的車載自組織網(wǎng)每秒向接入點傳輸20個數(shù)據(jù)包。一段時間后，將汽車數(shù)量增加至50輛，統(tǒng)計接入點固定時間內(nèi)收到的數(shù)據(jù)包數(shù)量。仿真結(jié)果表明，與修改后的傳統(tǒng)主動路由協(xié)議相比，使用具有接入點的負載感知機制在單位時間內(nèi)可以增加20%的數(shù)據(jù)傳輸量。

Youngmi Baek et al.2016 Eighth International Conference on Ubiquitous and Future Networks(ICUFN), Vienna July 05-08,2016.

編譯：張振偉