基于車輛軌跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)提高光通信車載網(wǎng)絡(luò)的性能

由于車輛軌跡具有高速移動、密度不均、通信場景復(fù)雜多變的特點(diǎn),因此導(dǎo)致VANET（車載自組織網(wǎng)絡(luò)）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高度動態(tài)、信道極其不穩(wěn)定和不可靠。在VANET中進(jìn)行穩(wěn)定高效的多跳數(shù)據(jù)傳輸將面監(jiān)一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分發(fā)技術(shù)并不適用于VANET。如何在VANET中提高網(wǎng)絡(luò)通信的性能，并根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)分發(fā)和保障網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)質(zhì)量，是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界一直關(guān)注的研究熱點(diǎn)。

許多數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制大多基于短程通信（DSRC），利用道路網(wǎng)絡(luò)流量宏觀信息（如交通密度和每段道路段的平均速度）并采用進(jìn)-轉(zhuǎn)發(fā)方進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。這種轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制在車載網(wǎng)絡(luò)密集的情況下是比較穩(wěn)定的，受個(gè)體車輛的行為影響較小，但是當(dāng)車輛網(wǎng)絡(luò)變得稀疏、不可預(yù)測時(shí)該方法并不可靠。車輛的高度動態(tài)特性也使得車載網(wǎng)絡(luò)密度有較大的波動，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)并不可靠。但是，隨著GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的普及，車輛軌跡變得可用，并且可以用來顯著減少道路交通統(tǒng)計(jì)中的不確定性。

提出了一種在車與車（V2V）、車與基礎(chǔ)設(shè)備（V2I）通信過程中用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的基于車輛軌跡的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制（TPD），該方法根據(jù)車載網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)車輛的軌跡信息，兩車在通信范圍內(nèi)定時(shí)交換數(shù)據(jù)包，當(dāng)有了這個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，TPD會在規(guī)定的傳輸速率門檻值內(nèi)以最小數(shù)據(jù)傳輸延遲進(jìn)行優(yōu)化，在下一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)會達(dá)到較高的傳輸速率和較短的傳輸時(shí)間延遲。

對所提出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制進(jìn)行模擬和對比。模擬結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，TPD具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，以及較短的傳輸延遲和較低的傳輸成本。

刊名：Computer Networks（英）

刊期：2015年第93期

作者：Jaehoon Paul Jeong et al

編譯：孫堅(jiān)