文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174810
中文引用格式： 萬航，王學(xué)成. 基于改進(jìn)的公交車骨干網(wǎng)的改進(jìn)區(qū)域路由算法[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2018，44(6)：108-112，119.
英文引用格式： Wan Hang，Wang Xuecheng. Improved zone routing protocol based on bus backbone networks[J]. Application of Electronic Technique，2018，44(6)：108-112，119.
0 引言
車輛自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad Hoc Networks，VANETs)是移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad Hhoc Networks，MANETs）的一種，由移動(dòng)的車輛作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)無線通信，在城市交通領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。由于車輛高速移動(dòng)的特性，車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化快，路由協(xié)議的設(shè)計(jì)值得深入研究。目前，車輛自組織網(wǎng)絡(luò)常用的路由協(xié)議可以分為三類：按需路由協(xié)議、主動(dòng)路由協(xié)議和混合路由協(xié)議[2-6]。按需路由協(xié)議是基于路由的需求來進(jìn)行路由查找的路由協(xié)議，如AODV（Ad Hoc On-demand Distance Vector Routing）路由協(xié)議[7]，這類路由協(xié)議開銷較小，但是存在輸出傳輸延遲大的問題。主動(dòng)路由協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都參與維護(hù)路由表，可以降低數(shù)據(jù)傳輸延遲，但是路由開銷較大，如DSDV（Destination-Sequenced Distance Vector）路由協(xié)議[8]?；旌下酚蓞f(xié)議結(jié)合前兩類路由協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)，在區(qū)域內(nèi)使用主動(dòng)路由方式選擇路由，避免按需路由中的延遲問題；在區(qū)域間使用按需路由協(xié)議，降低主動(dòng)路由的開銷。常用的區(qū)域路由協(xié)議由三部分組成：區(qū)域內(nèi)路由協(xié)議（IntrA-zone Routing Protocol，IARP）、區(qū)域間路由協(xié)議（IntErzone Routing Protocol，IERP）和邊界廣播協(xié)議（Bordercast Resolution Protocol，BPR），其中IARP是一個(gè)跳數(shù)受限的主動(dòng)路由協(xié)議，IERP是按需路由協(xié)議，BPR負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)IERP的路由請(qǐng)求到外圍節(jié)點(diǎn)。區(qū)域路由協(xié)議通過在兩種主動(dòng)路由協(xié)議和按需路由協(xié)議之間進(jìn)行切換，不僅可以減少控制開銷，還能最大限度地減少端到端延遲[9-13]。因此，在大型城市交通應(yīng)用場合，采用區(qū)域路由協(xié)議可以更好地利用有限的網(wǎng)絡(luò)資源和高效傳輸數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)[14]將區(qū)域路由協(xié)議和公交車骨干網(wǎng)相結(jié)合，采用改進(jìn)的區(qū)域路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，能有效降低車輛自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擁堵的問題。但是該路由協(xié)議在簇外路由發(fā)現(xiàn)部分還存在大量的冗余通信，增加了路由開銷。為了降低路由開銷，本文在文獻(xiàn)[14]所述路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了一種基于公交車骨干網(wǎng)的改進(jìn)區(qū)域路由協(xié)議。設(shè)計(jì)思想是依據(jù)目的節(jié)點(diǎn)和簇頭節(jié)點(diǎn)的位置信息，構(gòu)建簇外路由發(fā)現(xiàn)階段外圍節(jié)點(diǎn)的約束方程，剔除與目的節(jié)點(diǎn)不在同一側(cè)的外圍節(jié)點(diǎn)的冗余通信，降低路由開銷，改善路由性能。
1 面向公交車骨干網(wǎng)的區(qū)域路由協(xié)議
文獻(xiàn)[14]提出一種面向公交車骨干網(wǎng)的區(qū)域路由協(xié)議，將城市交通環(huán)境中的所有公交車節(jié)點(diǎn)連接成一個(gè)骨干網(wǎng)，以公交車節(jié)點(diǎn)作為簇頭，其他車輛節(jié)點(diǎn)作為簇成員，采用改進(jìn)的區(qū)域路由協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。首先，將分簇思想引入到區(qū)域路由協(xié)議中，以作為簇頭的公交車節(jié)點(diǎn)生成域，構(gòu)建半徑為3跳的區(qū)域（即區(qū)域內(nèi)外圍節(jié)點(diǎn)到中心節(jié)點(diǎn)的距離不超過3跳）。在區(qū)域內(nèi)采用主動(dòng)路由協(xié)議構(gòu)建路由，區(qū)域內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)公共的路由表。在區(qū)域外使用按需路由協(xié)議構(gòu)建路由，根據(jù)路由請(qǐng)求建立路由，主要包括路由發(fā)現(xiàn)、路由優(yōu)化和路由維護(hù)三部分。
（1）路由發(fā)現(xiàn)
路由發(fā)現(xiàn)分為三個(gè)層次，分別是自身區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)、簇區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)和簇外發(fā)現(xiàn)。源節(jié)點(diǎn)想要發(fā)送數(shù)據(jù)給目的節(jié)點(diǎn)時(shí)，首先在自身區(qū)域（也即1跳區(qū)域）內(nèi)發(fā)現(xiàn)是否存在目的節(jié)點(diǎn)，如果存在，則直接建立源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路由。如果不存在，且在簇區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)，也即源節(jié)點(diǎn)將路由請(qǐng)求信息發(fā)送給其所在區(qū)域的簇頭節(jié)點(diǎn)，由簇頭節(jié)點(diǎn)檢查其所在簇區(qū)域（也即以簇頭節(jié)點(diǎn)為中心的3跳區(qū)域）內(nèi)是否存在目的節(jié)點(diǎn)。如果存在，則將響應(yīng)信息返回給源節(jié)點(diǎn)。否則，再進(jìn)行簇外發(fā)現(xiàn)，具體是由簇頭節(jié)點(diǎn)將源節(jié)點(diǎn)的路由請(qǐng)求信息發(fā)送給本區(qū)域的外圍節(jié)點(diǎn)，再由外圍節(jié)點(diǎn)將信息轉(zhuǎn)發(fā)給相交的簇區(qū)域的簇頭節(jié)點(diǎn)。由該簇頭節(jié)點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行簇區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)過程，如果找多目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，則按原路向源節(jié)點(diǎn)返回路由響應(yīng)消息。否則，繼續(xù)簇外發(fā)現(xiàn)過程，通過重復(fù)簇區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)和簇外發(fā)現(xiàn)兩個(gè)過程，直至找到目的節(jié)點(diǎn)，將路由響應(yīng)消息返回給源節(jié)點(diǎn)。
（2）路由優(yōu)化
文獻(xiàn)[14]所述的路由優(yōu)化過程實(shí)質(zhì)上是一種路由篩選過程。對(duì)于路由發(fā)現(xiàn)階段建立的路由，文獻(xiàn)[14]以路徑最短為選擇標(biāo)準(zhǔn)，從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的多條路由中選擇最優(yōu)的路由。針對(duì)路由發(fā)現(xiàn)階段的三個(gè)層次，路由優(yōu)化也在三個(gè)層次上進(jìn)行，示例如圖1所示。
（3）路由維護(hù)
考慮到車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度塊，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化很快，路由斷裂現(xiàn)象頻繁，因此需要對(duì)路由進(jìn)行維護(hù)。文獻(xiàn)[14]的路由維護(hù)：路由維護(hù)也與路由發(fā)現(xiàn)的三個(gè)層次相對(duì)應(yīng)，對(duì)于源節(jié)點(diǎn)自身區(qū)域內(nèi)構(gòu)建的路由，維護(hù)時(shí)只需要從原路由中剔除失效的中繼節(jié)點(diǎn)，更新路由表，根據(jù)新路由表重建路由即可；對(duì)于簇區(qū)域內(nèi)構(gòu)建的路由，除了從原路由中剔除失效的中繼節(jié)點(diǎn)之外，還需要從簇內(nèi)尋找一個(gè)新的中繼節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建新的路由；對(duì)于簇外構(gòu)建的路由，路由斷裂由簇的外圍節(jié)點(diǎn)引發(fā)，需要從原路由中剔除失效的外圍節(jié)點(diǎn)，然后選擇新的外圍節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建新的路由。
2 結(jié)合位置信息的改進(jìn)區(qū)域路由協(xié)議
文獻(xiàn)[14]提出的面向公交車骨干網(wǎng)的區(qū)域路由協(xié)議能有效降低車輛自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擁堵的問題。然而，在其路由發(fā)現(xiàn)的三個(gè)層次中，簇外發(fā)現(xiàn)階段存在較多的冗余通信，增加了路由開銷。為了解決這一問題，本文提出了一種結(jié)合位置信息的改進(jìn)區(qū)域路由協(xié)議。設(shè)計(jì)思想是，在路由發(fā)現(xiàn)的簇外發(fā)現(xiàn)階段，依據(jù)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和簇頭節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置信息，篩選用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的簇外圍節(jié)點(diǎn)，降低冗余數(shù)據(jù)通信。
如圖2所示，源節(jié)點(diǎn)為S，源節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭節(jié)點(diǎn)為C，該簇的區(qū)域?yàn)?跳半徑的一個(gè)圓。A、G、N、G為該區(qū)域的4個(gè)外圍節(jié)點(diǎn)，D為目的節(jié)點(diǎn)。源節(jié)點(diǎn)S想要傳輸數(shù)據(jù)給目的節(jié)點(diǎn)D，目的節(jié)點(diǎn)D既不在源節(jié)點(diǎn)S的1跳自身區(qū)域內(nèi)，也不在源節(jié)點(diǎn)S所在的以節(jié)點(diǎn)C為簇頭的3跳簇區(qū)域內(nèi)。因此，需要啟動(dòng)簇外路由發(fā)現(xiàn)，文獻(xiàn)[14]的策略是由簇頭節(jié)點(diǎn)C將源節(jié)點(diǎn)S的路由請(qǐng)求信息發(fā)送給簇頭節(jié)點(diǎn)C所在簇的外圍節(jié)點(diǎn)，也即A、G、N、G 4個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后再由這些節(jié)點(diǎn)向相交的其他簇轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求信息，直到找到目的節(jié)點(diǎn)D。圖2的示例中外圍節(jié)點(diǎn)只有4個(gè)，實(shí)際上可能有很多個(gè)。而且，與這些外圍節(jié)點(diǎn)相交的簇可能有很多個(gè)，每一個(gè)簇又有許多外圍節(jié)點(diǎn)。目的節(jié)點(diǎn)D與S之間又可能間隔許多簇。因此，簇外發(fā)現(xiàn)的路由開銷有可能很大。為了降低路由開銷，本文利用節(jié)點(diǎn)的位置信息，只朝向目的節(jié)點(diǎn)所在的方向進(jìn)行簇外發(fā)現(xiàn)，而降低背對(duì)目的節(jié)點(diǎn)方向所進(jìn)行的簇外發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的冗余路由開銷。如圖2所示，直線d將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)劃分成兩個(gè)部分：一側(cè)含有目的節(jié)點(diǎn)D，而另一側(cè)沒有目的節(jié)點(diǎn)D。很明顯，朝向不含有目標(biāo)節(jié)點(diǎn)D的一側(cè)發(fā)送數(shù)據(jù)包是冗余的。因此，當(dāng)節(jié)點(diǎn)需要使用簇外發(fā)現(xiàn)來尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)D時(shí)，可以依據(jù)外圍節(jié)點(diǎn)屬于哪一側(cè)來決定哪些外圍節(jié)點(diǎn)需要接收和轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求信息。例如，在圖2中，簇頭節(jié)點(diǎn)C的外圍節(jié)點(diǎn)G和J與目的節(jié)點(diǎn)D在同一側(cè)，需要接收和轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求信息。而簇頭節(jié)點(diǎn)C的外圍節(jié)點(diǎn)A和N與目的節(jié)點(diǎn)D不在同一側(cè)，就不需要接收和轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求信息。這樣，在簇外發(fā)現(xiàn)過程中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)簇剔除的外圍節(jié)點(diǎn)數(shù)量越多，那么剔除的冗余通信越多，降低的路由開銷越大。很明顯，源節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)距離越遠(yuǎn)，路由開銷的下降越大。
通過上面的示例分析，可以看出本文改進(jìn)的區(qū)域路由協(xié)議與文獻(xiàn)[14]所使用的區(qū)域路由協(xié)議的主要區(qū)別是：在簇外路由發(fā)現(xiàn)階段，文獻(xiàn)[14]所使用的區(qū)域路由協(xié)議由簇頭節(jié)點(diǎn)將路由請(qǐng)求信息轉(zhuǎn)發(fā)給其所在簇的所有外圍節(jié)點(diǎn)，而本文改進(jìn)的區(qū)域路由協(xié)議由簇頭節(jié)點(diǎn)將路由請(qǐng)求信息轉(zhuǎn)發(fā)給其所在簇的與目的節(jié)點(diǎn)同側(cè)的外圍節(jié)點(diǎn)。在選擇外圍節(jié)點(diǎn)時(shí)增加了一個(gè)位置約束條件，即相對(duì)于簇頭節(jié)點(diǎn)，所選外圍節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)與目的節(jié)點(diǎn)同側(cè)。那么，現(xiàn)在需要確定分割線d，由該直線將簇頭節(jié)點(diǎn)所在簇的外圍節(jié)點(diǎn)分成兩部分。分割線d滿足兩個(gè)條件：
(1)d與直線CD垂直；
(2)d通過簇頭節(jié)點(diǎn)C。
在節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)D的位置已知的情況下，直線CD很容易求出，可以表示為；
本文改進(jìn)的區(qū)域路由協(xié)議在簇外路由發(fā)現(xiàn)階段依據(jù)式(6)給出的位置約束方程，選擇合適的外圍節(jié)點(diǎn)用于轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求信息，從而降低路由開銷。為了實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的區(qū)域路由協(xié)議，還需要在傳統(tǒng)區(qū)域路由協(xié)議的鏈路狀態(tài)更新數(shù)據(jù)包中增加兩個(gè)字段，用于存放簇頭節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的位置信息。修改后的鏈路狀態(tài)更新數(shù)據(jù)包格式如圖3所示。如文獻(xiàn)[14]所述，車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)都裝配了GPS定位模塊，可以實(shí)時(shí)獲取自身的位置信息。在簇區(qū)域內(nèi)路由發(fā)現(xiàn)階段，為每一個(gè)簇成員節(jié)點(diǎn)更新簇頭節(jié)點(diǎn)和目節(jié)點(diǎn)的位置信息。當(dāng)需要進(jìn)行簇外路由發(fā)現(xiàn)時(shí)，可以利用簇頭節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息構(gòu)建如式(6)所示的位置約束條件，依據(jù)約束條件篩選合適的外圍節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。
3 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
本文是對(duì)文獻(xiàn)[14]所述的基于公交車骨干網(wǎng)的區(qū)域路由協(xié)議的改進(jìn)，因此為了便于對(duì)比，本文的仿真實(shí)驗(yàn)參考文獻(xiàn)[14]的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。其中，軟件平臺(tái)使用Network Simulator 2(簡稱NS2)，硬件平臺(tái)使用Intel I5 CPU、DDR3 16 GB RAM的計(jì)算機(jī)。NS2的仿真參數(shù)如表1所示。
與文獻(xiàn)[14]一樣，本文實(shí)驗(yàn)通過對(duì)比丟包率、端到端平均時(shí)延和路由開銷來評(píng)價(jià)不同路由協(xié)議的性能。除了對(duì)比本文改進(jìn)的區(qū)域路由協(xié)議和文獻(xiàn)[14]所述的公交車骨干網(wǎng)區(qū)域路由協(xié)議之外，還對(duì)比常用的AODV[7]和DSDV[8]兩種路由協(xié)議。下面從丟包率、端到端平均時(shí)延和路由開銷3個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。
3.1 丟包率實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
丟包率是指一段時(shí)間內(nèi)目的節(jié)點(diǎn)未成功接收的數(shù)據(jù)包數(shù)量與發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)包數(shù)量的比值，反映了路由協(xié)議所創(chuàng)建路由的可靠性。丟包率越低，說明路由協(xié)議創(chuàng)建的路由越可靠。圖4展示了4種路由協(xié)議的丟包率隨節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度的變化曲線?？梢?，隨著節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度的提升，4種路由協(xié)議的丟包率都呈現(xiàn)了上升趨勢(shì)，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)移動(dòng)速度越快，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化越快，路由越不穩(wěn)定，導(dǎo)致丟包率增加。通過對(duì)比，在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度相同的條件下，AODV路由協(xié)議的丟包率最小，因?yàn)樵撀酚蓞f(xié)議是一種單純的按需路由協(xié)議，所創(chuàng)建的路由非常穩(wěn)定。本文的路由協(xié)議的丟包率僅次于AODV路由協(xié)議，略高于文獻(xiàn)[14]路由協(xié)議。主要原因是本文改進(jìn)的路由協(xié)議降低了簇外路由發(fā)現(xiàn)階段轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的外圍節(jié)點(diǎn)數(shù)量，從而加快了路由發(fā)現(xiàn)的速度，這樣在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度加快的情況下可以快速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)或者重建路由，進(jìn)而降低了丟包率。DSDV路由協(xié)議的丟包率最大，原因是該協(xié)議依據(jù)距離度量制定的路由選擇策略受節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度的影響較大。
3.2 端到端平均時(shí)延實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
端到端平均時(shí)延是指數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出到目地節(jié)點(diǎn)接收所花費(fèi)的平均時(shí)間，反映了路由協(xié)議所創(chuàng)建路由的傳輸效率。端到端平均時(shí)延越小，說明路由協(xié)議創(chuàng)建的路由傳輸效率越高。圖5展示了4種路由協(xié)議的端到端平均時(shí)延隨節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度的變化曲線。可見，隨著節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度的提升，4種路由協(xié)議的端到端平均時(shí)延也都呈現(xiàn)了上升趨勢(shì)，原因同樣是由于節(jié)點(diǎn)的快速移動(dòng)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的快速變化，影響了路由的穩(wěn)定性，當(dāng)路由斷裂時(shí)需要重啟路由發(fā)現(xiàn)進(jìn)程，這樣就導(dǎo)致了端到端平均時(shí)延的增加。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度相同的條件下，本文改進(jìn)的路由協(xié)議的端到端平均時(shí)延略高于DSDV路由協(xié)議，但低于文獻(xiàn)[14]路由協(xié)議以及AODV路由協(xié)議。DSDV路由協(xié)議選擇最短距離構(gòu)建路由，端到端平均時(shí)延小。本文協(xié)議是在文獻(xiàn)[14]路由協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的，通過減少簇外路由發(fā)現(xiàn)階段存在的冗余傳輸，提高了路由發(fā)現(xiàn)的速度，從而降低了數(shù)據(jù)包傳輸?shù)亩说蕉似骄訒r(shí)。
3.3 路由開銷實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
路由開銷是指成功傳送一個(gè)數(shù)據(jù)分組需要生成的路由控制分組的數(shù)量，反映了路由協(xié)議所創(chuàng)建路由的資源占用率。路由開銷越小，說明路由協(xié)議創(chuàng)建的路由資源占用率越低。圖6展示了4種路由協(xié)議的路由開銷隨節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度的變化曲線?？梢?，隨著節(jié)點(diǎn)速度的提升，4種路由協(xié)議的路由開銷也都呈現(xiàn)了上升趨勢(shì)，這也是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)移動(dòng)速度加快引發(fā)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)快速變化，導(dǎo)致路由發(fā)現(xiàn)和維護(hù)的開銷增加。在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度相同的條件下，DSDV路由協(xié)議的路由開銷最大，文獻(xiàn)[14]路由協(xié)議與AODV路由協(xié)議的路由開銷相近，且節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度較低時(shí)文獻(xiàn)[14]路由協(xié)議的路由開銷略高于AODV路由協(xié)議，節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度較高時(shí)文獻(xiàn)[14]路由協(xié)議的路由開銷略低于AODV路由協(xié)議。而在這4種路由協(xié)議中，本文改進(jìn)的路由協(xié)議的路由開銷是最小的，這是因?yàn)楸疚母倪M(jìn)了文獻(xiàn)[14]的簇外路由發(fā)現(xiàn)部分，降低了這一階段外圍節(jié)點(diǎn)的冗余路由發(fā)現(xiàn)任務(wù)，從而大幅降低了路由開銷。
3.4 綜合評(píng)價(jià)
綜合圖4、圖5和圖6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及前文實(shí)驗(yàn)分析，本文改進(jìn)的公交車骨干網(wǎng)區(qū)域路由協(xié)議的丟包率、端到端平均時(shí)延和路由開銷3個(gè)指標(biāo)都優(yōu)于文獻(xiàn)[14]所述的公交車骨干網(wǎng)區(qū)域路由協(xié)議，這說明本文對(duì)簇外路由發(fā)現(xiàn)階段的位置約束措施是行之有效的。另外，本文改進(jìn)的路由協(xié)議的路由開銷指標(biāo)優(yōu)于AODV和DSDV路由協(xié)議，端到端平均時(shí)延指標(biāo)與DSDV路由協(xié)議接近且明顯優(yōu)于AODV路由協(xié)議，丟包率指標(biāo)略低于AODV路由協(xié)議但明顯優(yōu)于DSDV路由協(xié)議。因此，綜合評(píng)價(jià)本文改進(jìn)的路由協(xié)議的性能指標(biāo)優(yōu)于所對(duì)比的3種路由協(xié)議。
4 結(jié)束語
本文是對(duì)基于公交車骨干網(wǎng)的區(qū)域路由協(xié)議的改進(jìn)，針對(duì)該路由協(xié)議的簇外路由發(fā)現(xiàn)階段存在的大量冗余通信進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)內(nèi)容包括兩個(gè)方面：(1)在傳統(tǒng)區(qū)域路由協(xié)議的鏈路狀態(tài)更新數(shù)據(jù)包中增加兩個(gè)字段，用于存放簇頭節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的位置信息；(2)在簇外路由發(fā)現(xiàn)階段，依據(jù)簇頭節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的位置信息構(gòu)建位置約束方程，只選擇與目的節(jié)點(diǎn)同側(cè)的外圍節(jié)點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，而與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不在同一側(cè)的外圍節(jié)點(diǎn)不再進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，這樣不僅可以減少冗余通信，降低路由開銷，而且提高了路由發(fā)現(xiàn)效率。通過仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)，本文改進(jìn)路由協(xié)議的丟包率、端到端平均時(shí)延和路由開銷3個(gè)指標(biāo)都優(yōu)于傳統(tǒng)的基于公交車骨干網(wǎng)的區(qū)域路由協(xié)議，而且從綜合性能指標(biāo)來看也優(yōu)于常用的AODV和DSDV兩種區(qū)域路由協(xié)議。然而，改進(jìn)的路由協(xié)議仍然沒有考慮數(shù)據(jù)的安全傳輸問題，這是后續(xù)需要深入研究的方向。
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作者信息:
萬 航1，王學(xué)成2
(1.浙江經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物流技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州310018；2.吉林大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林 長春130012)