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.1486 北京科技大学学报 第31卷 节点密度非常小时，DBAP存在无法建立路由的可 境下的车载通信，同时，协议还是健壮以及无环路 能，因此其由于此种原因造成丢包的现象比较多，丢 的，基于以上分析，有理由相信DBAP是一种更适 包率要大于AODV协议：但是当节点密度增大时， 合于车载移动通信环境的路由协议 其丢包率逐渐下降并趋于稳定，而AODV协议的丢 包率一直处于快速上升的状态中；在节点密度数量 参考文献 达到1O0时，AODV的丢包率开始大于DBAP的丢 [1]Ramanathan R.Redi J.A brief overview of mobile ad hoc net- 包率，并随着密度的增加而显著上升，值得注意的 works:challenges and direction-IEEE Commun Mag:2002,40 (5):20 是，当节点数目为100时，由场景的参数设置可以求 [2]Karp B.Kung H T.Greedy Perimeter Stateless Routing for 得节点的平均密度p=100≈11.1km1.但是，研 L Wireless Networks.Boston:Mobicom,2000:243 [3]Seet B C.Liu G.Lee B S.et al.A-STAR:A Mobile Ad hoc 究表明，在城市环境下，达到最大流状态的车辆密度 Routing Strategy for Metropolis Vehicular Communications- 约为90km一1[34.由上面的分析可以得出，当网 Athens:Networks.2004:178 络中存在100个节点时，网络仍处于低密度状态下， [4]Wu H.Fujimoto R.Guensler R.et al.MDDV:A Mobility 因此在车辆密度相对较高的城市道路环境中，采用 Centric Data Dissemination Algorithm for Vehicular Networks. Philadelphia:ACM VANET.2004:430 DBAP协议将会显著地降低网络丢包率，提高网络 [5]Stepanov I,Marron P J,Rothermel K.Mobility modeling of out- 的性能，同样，当运动速度增大的时候，由于AODV door scenarios for MANETs//Simulation Symposium,2005 的路由断链率随之激增，所造成的由于路由断裂而 Proceedings,38th Annual Volume.San Diego.2005:312 产生的丢包逐渐增加，相应DBAP丢包率并不受很 [6]Bai F.Sadagopan N.Helmy A.The IMPORTANT framework for 大影响，始终保持在一个比较稳定的范围之内，因 analyzing the impact of mobility on performance of RouTingprotocols 此，图3所示曲线也从侧面验证了DBAP协议的扩 for Ad hoc networks.Elsevier Ad Hoc Netiorks.2003(1):383 [7]Perkins C E.Royerand E M.Ad hoc on-demand distance vector 展性和节点高速运动下的性能要好于AODV路由 (AODV)routing//Proceedings of the 2nd IEEE Workshop on 协议. Mobile Computing Systems and Applications.New Orleans. 上述仿真结果首先验证所提出的车载Ad hoc 1999:90 网络路由协议数学模型的正确性，证实其对于路由 [8]Perkins C E,Royer E M,Das S R,et al.Performance compari- 协议设计的指导作用：其次，仿真结果也证明了 son of two on-demand routing protocols for Ad hoc networks. IEEE Personal Commun,2001,8(1):16 DBAP协议相对于AODV协议更加适用于城市车 [9]Talooki V N.Ziarati K.Performance comparison of routing pro- 载环境中，其在节点相对密集以及速度较高的车载 tocols for mobile Ad hoe networks//Asia Pacific Conference on 环境下有着更好的性能，是一种值得推荐的方案， Communications.Las Vegas,2006:Article No-4023032 [10]Yousefi S,Altman E,El-Azouzi R,et al.Analytical model for 5结论 connectivity in vehicular Ad hoc networks.IEEE Trans Veh 针对车载Ad hoc网络路由协议的研究目前仍 Technol,2008,57(6):3341 [11]Taddia C.Mazzini G.An analytical model of the route acquisi- 处于起步阶段，虽然国内外已经有了很多研究成果， tion process in AODV protocol//Wireless Networks,Communi- 但效果并不理想，笔者认为其主要原因是由于对车 cations and Mobile Computing:2005 International Confer- 载移动通信的模型研究不够深入，没有把握车载通 ence.Maui.2005:779 信的特点，因此针对城市车载通信环境进行建模分 [12]Singh A.Ramakrishnan C R.Smolka S A.Modeling the AODV 析，试图给出一种量化的策略来指导协议的设计， routing protocol in the orcalculus systems/The Long Island Science and Technology (LISAT)2006 IEEE Conference. 在验证模型的正确性之后，提出了一种基于方向信 Long Island,2006 息的类AODV路由协议DBAP.仿真结果表明：在 [13]Gerlaugh D L.Huber M J.Traffic Flow Theory.Beijing:Chi- 城市环境下，特别是当节点密度较大和运动速度比 na Communications Press.1983 较高的环境中，DBAP协议具有较低的路由断链率 (Gerlaugh D L,Huber M J.交通流理论.北京：中国通信出 和路由负载，由于网络具有更加稳定的路由，因此采 版社，1983) [14]Hu X W.Yang D Y.Estimation of Traffic Density on Urban 用本协议之后，网络的丢包率也有一定程度的改善. Freeways.JTransp Syst Eng Inf Technol.2008,18(13):79 随着速度和密度的加大，本协议的优势更加显著，这 (胡小文，杨东援·城市快速道路交通流密度的估计·交通运 表明DBAP协议扩展性更好，更适合于高速移动环 输系统工程与信息.2008,18(13)：79)节点密度非常小时DBAP 存在无法建立路由的可 能因此其由于此种原因造成丢包的现象比较多丢 包率要大于 AODV 协议；但是当节点密度增大时 其丢包率逐渐下降并趋于稳定而 AODV 协议的丢 包率一直处于快速上升的状态中；在节点密度数量 达到100时AODV 的丢包率开始大于 DBAP 的丢 包率并随着密度的增加而显著上升．值得注意的 是当节点数目为100时由场景的参数设置可以求 得节点的平均密度 ρ＝ 100 L r ≈11∙1km －1．但是研 究表明在城市环境下达到最大流状态的车辆密度 约为90km －1［13－14］．由上面的分析可以得出当网 络中存在100个节点时网络仍处于低密度状态下 因此在车辆密度相对较高的城市道路环境中采用 DBAP 协议将会显著地降低网络丢包率提高网络 的性能．同样当运动速度增大的时候由于 AODV 的路由断链率随之激增所造成的由于路由断裂而 产生的丢包逐渐增加相应 DBAP 丢包率并不受很 大影响始终保持在一个比较稳定的范围之内．因 此图3所示曲线也从侧面验证了 DBAP 协议的扩 展性和节点高速运动下的性能要好于 AODV 路由 协议． 上述仿真结果首先验证所提出的车载 Ad hoc 网络路由协议数学模型的正确性证实其对于路由 协议设计的指导作用；其次仿真结果也证明了 DBAP 协议相对于 AODV 协议更加适用于城市车 载环境中其在节点相对密集以及速度较高的车载 环境下有着更好的性能是一种值得推荐的方案． 5 结论 针对车载 Ad hoc 网络路由协议的研究目前仍 处于起步阶段虽然国内外已经有了很多研究成果 但效果并不理想笔者认为其主要原因是由于对车 载移动通信的模型研究不够深入没有把握车载通 信的特点因此针对城市车载通信环境进行建模分 析试图给出一种量化的策略来指导协议的设计． 在验证模型的正确性之后提出了一种基于方向信 息的类 AODV 路由协议 DBAP．仿真结果表明：在 城市环境下特别是当节点密度较大和运动速度比 较高的环境中DBAP 协议具有较低的路由断链率 和路由负载由于网络具有更加稳定的路由因此采 用本协议之后网络的丢包率也有一定程度的改善． 随着速度和密度的加大本协议的优势更加显著这 表明 DBAP 协议扩展性更好更适合于高速移动环 境下的车载通信．同时协议还是健壮以及无环路 的．基于以上分析有理由相信 DBAP 是一种更适 合于车载移动通信环境的路由协议． 参 考 文 献 ［1］ Ramanathan RRedi J．A brief overview of mobile ad hoc networks：challenges and direction．IEEE Commun Mag200240 （5）：20 ［2］ Karp BKung H T． Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks．Boston：Mobicom2000：243 ［3］ Seet B CLiu GLee B Set al．A-ST AR：A Mobile A d hoc Routing Strategy for Metropolis Vehicular Communications． Athens：Networks2004：178 ［4］ Wu HFujimoto RGuensler Ret al． MDDV ：A MobilityCentric Data Dissemination Algorithm for Vehicular Networks． Philadelphia：ACM VANET2004：430 ［5］ Stepanov IMarron P JRothermel K．Mobility modeling of outdoor scenarios for MANETs ∥ Simulation Symposium2005 Proceedings38th A nnual V olume．San Diego2005：312 ［6］ Bai FSadagopan NHelmy A．The IMPORTANT framework for analyzing the impact of mobility on performance of RouTingprotocols for Ad hoc networks．Elsevier Ad Hoc Networks2003（1）：383 ［7］ Perkins C ERoyerand E M．Ad hoc on-demand distance vector （AODV） routing∥ Proceedings of the 2nd IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications．New Orleans 1999：90 ［8］ Perkins C ERoyer E MDas S Ret al．Performance comparison of two on-demand routing protocols for Ad hoc networks． IEEE Personal Commun20018（1）：16 ［9］ Talooki V NZiarati K．Performance comparison of routing protocols for mobile Ad hoc networks∥ Asia-Pacific Conference on Communications．Las Vegas2006：Article No．4023032 ［10］ Yousefi SAltman EE-l Azouzi Ret al．Analytical model for connectivity in vehicular Ad hoc networks． IEEE T rans Veh Technol200857（6）：3341 ［11］ Taddia CMazzini G．An analytical model of the route acquisition process in AODV protocol∥ Wireless NetworksCommunications and Mobile Computing2005 International Conference．Maui2005：779 ［12］ Singh ARamakrishnan C RSmolka S A．Modeling the AODV routing protocol in the ω-calculus systems ∥ The Long Island Science and Technology （ L ISAT ） 2006 IEEE Conference． Long Island2006 ［13］ Gerlaugh D LHuber M J．T raf fic Flow Theory．Beijing：China Communications Press1983 （Gerlaugh D LHuber M J．交通流理论．北京：中国通信出 版社1983） ［14］ Hu X WYang D Y．Estimation of Traffic Density on Urban Freeways．J T ransp Syst Eng Inf Technol200818（13）：79 （胡小文杨东援．城市快速道路交通流密度的估计．交通运 输系统工程与信息．200818（13）：79） ·1486· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷