本文格式為Word版，下載可任意編輯——車輛自組網絡路由協議分析與仿真畢業設計

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但是x到D的直線距離比w和y還要小，所以假使純貪心的話，他就停在這一步了，x的通信范圍和D構成了一個陰影，這個陰影里沒有中繼節點。所以說明必需要再想個方法了，然后用了個右手規則，就是從右邊看，選的w，雖然我們看起來好像是左邊，然后沿著右邊一條條的上去，避過了這個void區域，他寫的是x-w-v-d。然后這個圈是右手規則。如下圖2-9所示

圖2-9GPSR右手定則在三角形中的應用

就這個三角形，就跟走迷宮一樣，沿著右邊一直走，總能出迷宮，除非迷宮是個閉環，就是沒出口。只要有出口的話，確定在某個時段看到出口就出去了，不過假使那個出口也關了，那確定又繞回起點了，就成環路了。

2.3.3基于地圖的路由協議

一直以來，基于地圖的路由協議可以被認為是未來的發展方向，是各國政府、學者、工廠重點研究的課題之一。雖然沒有一個協議明確提出是基于地圖的，但是像GPCR、GSR這類協議都已經用上了地圖，可以認為是基于地圖路由協議的雛形。伴隨地理信息系統(GeographicInformationSystem,GIS)[10]技術的不斷進步，車載導航系統能夠傳遞的信息越來越多，諸如城市路徑的詳細信息，路徑導航功能。

車載自組網地圖的路由協議將車輛位置、行人信息在地圖中定位，再結合電子導航地圖提供的豐富實時的交通道路信息，再通過節點集、道路集、十字路口集作為計算最優轉發路徑的依據。由這些條件計算出來的路徑將會更加可靠、更加實時、更加有效，更符合車載網絡的環境。目前基于對地圖的路由協議大多在理論分析研究階段。劉建航,孫江明,畢經平等人在文獻[11]中對此進行了研究。

2.4本章小結

本章詳細的介紹了車載網絡，并簡要的概括了車載自組網體系結構、應用場景和

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網絡相關的特點，并介紹了車載自組網中現在所使運用的一些關鍵技術。包括MAC層無線接入的方式、車載自組網路由協議和GPS定位技術的應用。其次簡單介紹了幾種經典的車載網絡路由協議。其中重點介紹了基于拓撲的路由協議AODV，基于地理位置的路由協議GPSR。

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第三章NS2模擬與仿真工具

3.1車載網算法的NS2仿真平臺構建

研究算法主要有理論研究、現場實測、計算機仿真三種方式。理論研究、現場實測、計算機仿真三種定義及應用場合如下例所示。

理論研究，即用統計理論或電磁場理論用來分析有關無線電波傳播的特性，并且用各種類型的理論模型來描繪這個無線信道。正由于每一個理論模型的建立尋常需要一些假設條件，所以模型對于信道特征的表達往往是相像的，但這個模型相對于無線信道其中的一些研究能夠起到一定的指導作用。

通過現場實測，就是在各種不同的無線通信的不同傳播環境之中，我們對電波傳播進行實測試驗。包括其中的參數包括信號的振幅、延時等等。我們利用現場實測的方式得到了數據后，對它來進行分析，然后我們可以得到一些有益的結果，來為描述信道的特性提供基礎。正是由于無線信道的多樣性和繁雜性，所以這種方法一直都被大家產作研究無線信道特征的重要手段。

對于計算機仿真，單單是理論上面的研究不足以描述出多變的無線信道，而且無線信道多樣性又會導致現場實測的時候既吃力又費時，張建明，趙玉娟，江浩斌，賈雪丹，王良民等人在[12]中對此進行過研究。如今計算機擁有了強大的計算能力，可以模擬各種狀況下通信環境。所以，用計算機進行仿真已成為對無線信道進行研究的重要方法。

目前，可用于網絡仿真的軟件主要有NS2、GlomoSim、OPNET和Qualnet。其中，GlomoSim與NS2都屬于免費的軟件，代碼公開。可以對于有線和無線網絡上的組播協議、路由、TCP等都可以提供強大的支持，所以在科學研究中被廣泛的采用。而Qualnet和OPNET則屬于商用的軟件，更加適合開發一些切合實際的相關工程項目，所以需要付費使用。Qualnet內的一些模型甚至要求得到(美)軍方提供相關的許可之后才可以使用。而NS2因自由的可擴展性所以很受科研人員的愛好，同時目前國外較大部分的研究機構現在都采用NS2進行無線傳感器的網絡路由協議來進行仿真。所以本文的仿真工具采用NS2。

NS2采用分裂對象模型。NS構件庫是用兩種面向對象的編程語言編寫的：C++和Otcl。Otcl是MIT開發的ObjectTcl，即Tcl的擴展是面向對象的，Tcl(Toolkitcommandlanguage)是一種交互式的、靈活的腳本語言，而Otcl則在Tcl之中增加了面向對象的一些概念。NS2中的構件一般都作為一個C++類來實現，同一時間會有一個Otcl類與它對應，Otcl類中主要提供C++類中對象面向用戶的接口，這種方式稱為分裂的對象模型。這種模型兼顧了靈活性和仿真性能兩個方面。在一方面，C++是一種高效編譯執行的語言，它可以使仿真過程執行時獲得較好性能。在另一方面上，Otcl它是解釋

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執行的。在用Otcl進行仿真的配置，可以在不用重新編譯的狀況時修改仿真過程和仿真參數，從而提高仿真的效率。

3.2網絡仿真的方法和一般過程

針對NS2的主要運行步驟，可知進行一次仿真的大致流程如下：

（1）編寫OTCL腳本語言，配置網絡的拓撲結構，了解鏈路基本的特性。（2）建立協議代理服務，主要包括建立終端設備的協議綁定目的及建立網絡通信業務量模型。

（3）配置業務量模型參數，以了解網絡中業務量的分布。（4）設置Trace對象，分析保存在Trace中模擬過程的數據。（5）編寫OTCL腳本。

（6）借助NS2解釋執行OTCL腳本。

（7）整個過程終止后，分析Trace文件，得到需要的數據。（8）重新調整網絡拓撲結構和業務量模型，重復以上的7個步驟。

3.3NS2的節點模型

NS2節點的模型是由一系列網絡組件所構成的，這些構件包括鏈路層（LinkLayer，LL）、連接到LL上的ARP模塊、接口隊列（InterfaceQueue，Ifq）、MAC層、網絡接口（NetworkInterface)。節點的模型對于分析數據包很重要。節點的模型如圖3-1所示。

PortdemuxIP225DefaulttargetentryAddrSrc/SinkagentLLIFQMACARRadioPropagationNetIFChannel

圖3-1NS2下的節點模型

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(1)LinkLayer。對于所發出的分組，路由agent會把分組傳遞給LL。然后LL把分組傳遞給下面的接口隊列。

(2)ARP。地址解析模塊從LL接收到請求。這時假使ARP此時已知道了目標節點物理地址（MAC）地址，它就把該地址分別寫入分組的MAC頭中。不然，它就廣播出一個ARP的請求并且暫時緩存當前的分組。面對每個未知目的標物理地址來講，都有一個可存放的分組的緩沖區。當傳送給更多的一致目標節點分組傳遞到ARP的模塊時，前面被緩存的分組就會丟失掉。一旦ARP知道了分組的下一跳節點的物理地址，此分組被放入接口隊列中。在本論文中，為了提高吞吐量，減少丟失的數據包，對原來的ARP功能進行了擴展。當有更多的傳送到同一個目標節點的分組時傳遞到ARP模塊時，形成的是一個隊列；當收到ARP應答時，讓緩存的數據包離開隊列。

(3)InterfaceQueue。接口隊列它是由PriQueue的優先隊列實現的，PriQueue的優先隊列類是一種優先級的隊列，會優先處理路由的協議分組。

(4)MAC層。MAC層實現了在IEEE802_11的一種MAC協議。在本論文中使用的MAC的協議也為802_11。

(5)NetworkInterface。網絡的接口是移動節點的訪問信道的接口。(6)Antenna。移動節點它使用單一增益全向天線。

(7)RadioPropagationModel（無線信號的傳輸模型）。靠這個模型來計算每個分組在達到節點時信號強度(功率)。在移動節點網絡接口層有一種接收功率閥值，在接收分組的信號強度(功率)假使小于此設定的閥值時，這個分組會被標記為error而且被MAC層丟掉。

(8)Channel。在無線信道的功能是在將分組復制到所有連接到此信道上的移動節點時（除了分組的源節點）。所有收到分組的節點是根據自己需要的根據無線信號傳輸的模型來判斷是否正確的接收到分組。

3.4NS2移動節點的創立

（1）移動節點的配置：

在NS2中，要創立一個移動節點，就必需在創