D0I:10.13374/i.issnl00I053.2009.11.047 第31卷第11期 北京科技大学学报 Vol.31 No.11 2009年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing Now.2009 基于模型分析的城市环境下车载移动Ad hoc网络路 由协议改进策略 米振强杨扬郭勋安建伟 北京科技大学信息工程学院，北京100083 摘要在Manhattan移动模型的基础上，深入分析了车载移动Ad hoe网络路由协议的性能问题.结合AODV路由协议，提 出了一种可以量化分析车载Ad hoc网络路由断链率和路由负载的模型.模型分析指出，传统的移动Ad hoc网络路由协议应 用于车载Ad hoc网络时性能会严重下降.针对这一问题，提出了一种基于车辆运动方向信息的类AODV路由协议DBAP,将 车辆的运动方向信息作为其路由发现过程中的辅助参数，从而显著地增强了路由稳定性·仿真结果验证了模型的正确性，同 时证明了本文所提出的DBAP路由协议在城市车载环境中具有较低的路由负载和路由断链率，在协议性能等方面相对于 AODV协议具有显著提高. 关键词车载通信；Ad hoc网络；移动模型：路由协议；路由负载 分类号TN92 Improvement of routing protocols in urban vehicular mobile Ad hoc networks based on an analytical model MI Zhen-qiang,YA NG Yang:GUO Xun,AN Jian-wei Department of Information Technology,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT The performance of routing protocols was studied in vehicular Ad hoc net works(VANETs)based on the Manhattan mobility model.Integrated with the AODV routing protocol,an analytical model was proposed,which was able to quantificationally measure the route breaking rate and routing overhead of VANETs.It is indicated by the analytical model that classic routing protocols in mobile Ad hoc networks can cause serious declination in the performance of VANETs:therefore,a direction based AODV routing protocol (DBAP)was proposed.The vehicle's moving direction was used in DBAP as its auxiliary parameter in routing discovery pro- cess,which remarkably improved the routing stability.Simulations show the validity of this model and prove DBAP's lower route breaking rate and routing overhead as well as its significantly improved performance in VENETs in comparison with AODV in urban vehicular environment. KEY WORDS vehicular communication:Ad hoc network:mobility model:routing protocol:routing overhead 移动Ad hoc网络(MANET)通常由一组移动节 考虑了MANET特点的很多路由协议已经被提出 点组成，节点共享一个无线信道且网络中无集中控 并得到了应用，这些路由协议按照机制的不同可以 制装置以及固定节点组成的骨干网络，Ad hoc网络 分成两类：表驱动路由协议(table-driven)以及按需 没有固定的路由器，所有节点可以任意移动并以任 驱动(on-demand-driven)路由协议，表驱动路由协 意的方式进行动态的接入山.MANET的特点使得 议主要包括DSDV、,OLSR等，表驱动路由协议的数 用户之间的组网和通信得到很大的便利，但同时也 据延时较低，但由于其需要定期更新路由表，从而维 为其路由协议设计带来了一定困难，针对有线网络 护整个网络的路由，因此在规模较大且速率要求不 的经典路由协议无法适用于移动Ad hoc网络，因此 是很高的网络中性能低下；按需驱动路由协议主要 收稿日期：2009-06-01 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目(N。.2007AA01Z234) 作者简介：米振强(1983一)，男，博士研究生；杨扬(1955一)，男，教授，博士，E-mail:yyang@ustb,edu.en基于模型分析的城市环境下车载移动 Ad hoc 网络路 由协议改进策略 米振强 杨 扬 郭 勋 安建伟 北京科技大学信息工程学院‚北京100083 摘 要 在 Manhattan 移动模型的基础上‚深入分析了车载移动 Ad hoc 网络路由协议的性能问题．结合 AODV 路由协议‚提 出了一种可以量化分析车载 Ad hoc 网络路由断链率和路由负载的模型．模型分析指出‚传统的移动 Ad hoc 网络路由协议应 用于车载 Ad hoc 网络时性能会严重下降．针对这一问题‚提出了一种基于车辆运动方向信息的类 AODV 路由协议 DBAP‚将 车辆的运动方向信息作为其路由发现过程中的辅助参数‚从而显著地增强了路由稳定性．仿真结果验证了模型的正确性‚同 时证明了本文所提出的 DBAP 路由协议在城市车载环境中具有较低的路由负载和路由断链率‚在协议性能等方面相对于 AODV 协议具有显著提高． 关键词 车载通信；Ad hoc 网络；移动模型；路由协议；路由负载 分类号 T N92 Improvement of routing protocols in urban vehicular mobile Ad hoc networks based on an analytical model MI Zhen-qiang‚Y A NG Y ang‚GUO Xun‚A N Jian-wei Department of Information Technology‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T he performance of routing protocols was studied in vehicular Ad hoc networks （VANETs） based on the Manhattan mobility model．Integrated with the AODV routing protocol‚an analytical model was proposed‚which was able to quantificationally measure the route breaking rate and routing overhead of VANETs．It is indicated by the analytical model that classic routing protocols in mobile Ad hoc networks can cause serious declination in the performance of VANETs；therefore‚a direction based AODV routing protocol （DBAP） was proposed．T he vehicle’s moving direction was used in DBAP as its auxiliary parameter in routing discovery pro￾cess‚which remarkably improved the routing stability．Simulations show the validity of this model and prove DBAP’s lower route breaking rate and routing overhead as well as its significantly improved performance in VENETs in comparison with AODV in urban vehicular environment． KEY WORDS vehicular communication；Ad hoc network；mobility model；routing protocol；routing overhead 收稿日期：2009－06－01 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目（No．2007AA01Z234） 作者简介：米振强（1983－）‚男‚博士研究生；杨 扬（1955－）‚男‚教授‚博士‚E-mail：yyang＠ustb．edu．cn 移动 Ad hoc 网络（MANET）通常由一组移动节 点组成‚节点共享一个无线信道且网络中无集中控 制装置以及固定节点组成的骨干网络．Ad hoc 网络 没有固定的路由器‚所有节点可以任意移动并以任 意的方式进行动态的接入［1］．MANET 的特点使得 用户之间的组网和通信得到很大的便利‚但同时也 为其路由协议设计带来了一定困难．针对有线网络 的经典路由协议无法适用于移动 Ad hoc 网络‚因此 考虑了 MANET 特点的很多路由协议已经被提出 并得到了应用．这些路由协议按照机制的不同可以 分成两类：表驱动路由协议（table-driven）以及按需 驱动（on-demand-driven）路由协议．表驱动路由协 议主要包括 DSDV、OLSR 等‚表驱动路由协议的数 据延时较低‚但由于其需要定期更新路由表‚从而维 护整个网络的路由‚因此在规模较大且速率要求不 是很高的网络中性能低下；按需驱动路由协议主要 第31卷 第11期 2009年 11月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．11 Nov．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．11．047