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基于地理位置的车载自组织网络路由协议的研究
一、前言
车辆网络是近年来兴起的一种新型网络，它利用无线通信技术，连接车辆和车辆间的设备。车载自组织网络启发于对于在道路上移动的车辆和行人之间的通信需求。随着车辆网络技术的快速发展以及车辆数目的快速增加，车载自组织网络已经成为了车辆网络研究领域的重要分支，对许多领域的实时数据收集和分布式控制等应用具有重要的意义。本文旨在阐述车载自组织网络中基于地理位置的路由协议。
二、车载自组织网络
车载自组织网络（VehicularAdHocNetwork，简称VANET）是一种无线自组织网络，由移动节点（车辆）和固定或移动不定数量的基础设施节点（路边设备）组成。每辆车都具有通信能力和路由能力，且车与车之间都具备相互沟通的能力。它可以帮助车辆实现数据共享和信息交互、路径跟踪和安全服务等功能。VANET可以分为两种类型：车到车（Vehicle-to-Vehicle，简称V2V）和车到基础设施（Vehicle-to-infrastructure，简称V2I）。VANET是实现车辆之间的信息收集、传递和处理的基础。
三、车载自组织网络路由协议
车辆之间的通信距离非常有限，因此车辆网络需要一个有效的路由协议来保证数据的可靠传输。路由协议是车辆网络的核心组成部分，它决定了车辆网络的传输速率、时延和数据包丢失率。在车辆网络中，路由协议也面临着很大的挑战，例如，高速移动、信道变化、信号干扰和道路拥堵等情况。因此，在车辆网络中设计出一种可靠、高效的路由协议非常具有挑战。
1.基于位置的路由协议
传统的路由协议通常使用最短路径算法来确定一条最短的路径。这种方法有效性低下，通常需要大量的网络资源，并且无法适应车辆之间高速移动的情况。基于位置的路由协议利用车辆之间的相对位置信息，可以比传统的路由协议更快速地建立路由路径，从而避免了因节点速度变化而带来的路由切换问题。
2.路由协议的分类
基于位置的路由协议可以分为两类：异步式路由协议和同步式路由协议。异步式路由协议指的是网络中的节点可以随时发送和接收任何节点的数据包，网络中没有主节点。同步式路由协议则是需要采用某些同步方式，例如时间分频多址技术（TDMA），让所有节点在特定的时间步长中完成数据包的发送和接收。另外，路由协议还可以细分为表驱动协议和请求判定协议。表驱动协议（如OLSR）可以在网络的各个节点上保存当前网络的拓扑信息，发送数据只需要查询相应的路由表。而请求判定协议（如AODV）则是在数据包需要转发时，根据当前节点信息向相邻节点发送路由请求，直到找到到达目的节点的最短路径。
3.基于地理位置的路由协议
基于地理位置的路由协议将车辆行进路径和路由关联起来，利用车辆之间的位置信息，确定传输路径，减少通信路由数目和延迟，提高网络的安全性和可靠性。基于地理位置的路由协议采用了概率方法，将车辆之间的距离和方向角转换为概率分布来决策传输路径。这种协议可以在车辆之间快速地建立路由路径，规避动态路由算法中的过多的路径切换问题。基于地理位置的路由协议具有以下几个优点：
（1）减少开销：这种协议避免了对于路由表的维护，因此它能够降低存储和计算开销。
（2）高效性：基于地理位置的路由协议基于节点之间的距离信息，因此可以更快速地寻找最近的节点转发数据包。
（3）可靠性：基于地理位置的路由协议利用了细致的地理信息，因此可以避免环路和其他路由问题。
四、结论
基于地理位置的车载自组织网络路由协议拥有较强的优势，能够解决传统路由协议存在的许多问题，它不仅可以减少开销和提高效率，而且还可以提高网络的安全和可靠性。在未来的车辆网络应用中，基于地理位置的路由协议必将扮演一个重要的角色，为车辆之间的信息交互构建一个更加安全、高效的网络环境。