Nghiên cứu giao thức định tuyến dựa trên hướng di chuyển của phương tiện cho mạng vanet

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI
CHUYỂN CỦA PHƯƠNG TIỆN CHO MẠNG VANET

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH

: TS. VÕ QUẾ SƠN
: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG


MỤC LỤC

2

08/16/16


Back to top î

MỞ ĐẦU

3

08/16/16


Back to top î

MỞ ĐẦU

4

08/16/16


Back to top î

MỞ ĐẦU

5

08/16/16


Back to top î

MỞ ĐẦU

6

08/16/16


Back to top î

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU


7

Để đưa mạng VANET vào sử dụng trên diện rộng thì một số
lượng lớn các thách thức nghiên cứu cần được giải quyết.


Sự thích ứng thông tin định tuyến trong cấu trúc mạng
có tính di động cao.



Các giải thuật định tuyến có thời gian hội tụ ngắn.



Việc tìm kiếm các nút lân cận với độ trễ thấp.



Khả năng mở rộng.

08/16/16


Back to top î

MỤC TIÊU VÀ CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN

Các giao thức định
tuyến trong
VANET

Giao thức phản
ứng (Reactive)

DSR

8

AODV

Giao thức chủ
động (Proactive)

DSDV

TBRPF

Giao thức lai
(Hybrid)

ZRP

08/16/16


Back to top î

CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PHẢN ỨNG

9



Xác định tuyến được thực hiện theo yêu cầu hoặc theo sự cần thiết cơ bản. Hoạt
động tìm kiếm đường truyền này được dựa trên các giải thuật tìm kiếm làm tràn
(flooding) cổ điển.



Các giao thức phản ứng phải chịu một lưu lượng điều khiển đáng kể và độ trễ
thêm vào ban đầu bởi quá trình tìm kiếm tuyến thông tin. Vì vậy, các giao thức
phản ứng không phù hợp cho các ứng dụng nghiêm ngặt về thời gian.



Một vài giao thức thuộc về loại này, chẳng hạn như “Ad hoc On-Demand Distance
Vector” (AODV) và “Dynamic Source Routing” (DSR).

08/16/16


Back to top î

CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CHỦ ĐỘNG

10



Việc cập nhập các tuyến thông tin được thực hiện theo chu kỳ.



Đặc tính chính của các giao thức chủ động đó là các nút duy trì sự hiểu
biết sơ đồ mạng được cập nhập định kỳ.



Việc cập nhập định kỳ các bảng định tuyến dẫn đến phí tổn điều khiển
báo hiệu đáng kể, sự phục hồi ngay lập tức của các tuyến thông tin khắc
phục vấn đề trễ thiết lập tuyến ban đầu trong trường hợp của các giao
thức phản ứng.



Một vài giao thức tiêu biểu trong loại giao thức chủ động bao gồm
Topology Broadcast based on Reverse Path Forwarding (TBRPF), và
Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV).

08/16/16


CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN LAI





11

Kết hợp cả hai cách tiếp cận chủ động và phản ứng.
Phân chia sơ đồ mạng thành các khu vực khác nhau. Định tuyến bên
trong các khu vực (intra-zone routing) được thi hành bởi một giao
thức chủ động. Mặt khác, để tăng khả năng mở rộng của hệ thống, định
tuyến giữa các khu vực (inter-zone routing) được thực hiện bởi giao thức
phản ứng.
Giao thức định tuyến vùng (Zone Routing Protocol - ZRP) là một ví dụ
đáng chú ý.

08/16/16


Back to top î

CÁC THÁCH THỨC KỸ THUẬT


Dựa trên các khái niệm định tuyến được đề cập ở trên, một số các mô
hình định tuyến đã được đề xuất cho việc truyền thông giữa các phương
tiện trong mạng VANET.
–
–






12

CarNet.
MOPR.

Hiện tại trong các giao thức định tuyến, các bản tin điều khiển trong các
giao thức chủ động và phản ứng không được sử dụng để dự đoán sự
phá vỡ liên kết.
Quá trình duy trì một tuyến trong cả hai kiểu giao thức được bắt đầu chỉ
sau khi một sự phá vỡ liên kết đã xảy ra.
Độ phức tạp của các mô hình định tuyến đòi hỏi khả năng xử lý cao của
các bộ xử lý trung tâm trong môi trường giao thông mật độ cao.

08/16/16


Back to top î

VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT

N

B
A

D

Source

C

13

E
Destination

08/16/16


Back to top î

MÔ HÌNH GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN
HƯỚNG DI CHUYỂN CỦA PHƯƠNG TIỆN


14

Trong không gian Cartesian, mỗi nhóm được đặc trưng bởi một vector đơn vị, S1 = (1, 0), S2 = (0,
1), S3 = (-1, 0), S4 = (0, -1)

•

Giả sử vector vận tốc của phương tiện được
biểu diễn trong hệ trục tọa độ Cartesian là (v x,
vy).

•

Thực hiện nhân vector vận tốc với bốn vector
đơn vị, nếu kết quả phép nhận với vector đơn
vị nào đạt giá trị cực đại thì phương tiện sẽ
được quyết định thuộc về nhóm đó.

•

Nếu hai phương tiện thuộc về hai nhóm khác
nhau, liên kết giữa chúng sẽ được xem xét là
không ổn định.

•

Khi đó một hệ số đánh giá sẽ được thêm vào
metric định tuyến giữa hai phương tiện và các
tuyến được cập nhập.
08/16/16


Back to top î

MÔ HÌNH GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN
HƯỚNG DI CHUYỂN CỦA PHƯƠNG TIỆN

=> VA = (Vx, Vy)

15

08/16/16


Back to top î

MÔ HÌNH GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN

HƯỚNG DI CHUYỂN CỦA PHƯƠNG TIỆN

16

08/16/16


Back to top î

ỨNG DỤNG CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI
CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV

17

08/16/16


Back to top î

ỨNG DỤNG CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI
CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV

18

08/16/16


ỨNG DỤNG CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI
CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV

1

A

B

1

1

C

19

1

D

1

E

08/16/16


Back to top î

ỨNG DỤNG CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI
CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV
Group 2

(A, 1, A-010)
(B, 0, B-024)
(D, 1, D-102)

A

Group 2
(A, 1, A-010)
(B, 0, B-024)
(D, 1, D-102)

B
1

C

2

A

B

1

D

1

E

2

1

20

C

1

D

1

E
08/16/16


Back to top î

ỨNG DỤNG CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI
CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV

2

A

B

2

1

C

21

1

D

1

E

08/16/16


Back to top î

YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA PHƯƠNG TIỆN
Positioning
System
Display
Forward
Radar

Communication
Facility

Event Data
Recorder

22

Rear
Radar
Computing
Platform

08/16/16


Back to top î

CÔNG CỤ MÔ PHỎNG

2: SIM_NODE_REROUTE
3: SIM_NODE_RESUME

Trigger SUMO
Timestep

4: SIM_ STEP

23

5: Trace Data

Buffer Command

1: SIM_NODE_STOP

SUMO
14.0

Advance Simulation

Send Commands

INET Framework

TCP Connection

TraCI Server

OMNeT++

TraCI Client

Message Exchange

08/16/16


Back to top î

SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG DỰ KIẾN

24

08/16/16


Back to top î

SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG DỰ KIẾN

25

08/16/16