Nghiên cứu đánh giá các giải thuật định tuyến trong mạng VANET

MỤC LỤC MỤC LỤC .i LỜI CAM ĐOAN iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC HÌNH VẼ vi LỜI NÓI ĐẦU ABSTRACT CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG VANET VÀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRÊN MẠNG 1.1 Khái niệm mạng Adhoc 1.1.1 Một số đặc điểdm mạng Adhoc 1.1.2 Ứng dụng mạng Adhoc 1.2 Giới thiệu mạng VANET 1.3 Các thành phần mạng VANET 1.4 Phân loại giao thức định tuyến 11 1.4.1 Vai trò định tuyến 11 1.4.2 Những thách thức chọn giao thức định tuyến 12 1.4.3 Giao thức định tuyến dựa vào topology 13 1.4.4 Giao thức định tuyến dựa vào vị trí (location) 17 1.5 Những vấn đề mạng adhoc 19 1.6 Một số vấn đề lớp MAC mạng Adhoc 21 1.7 Kết luận chương 24 CHƢƠNG 2: CÔNG NGHỆ OFDMA VÀ ĐỀ XUẤT LỚP MAC CHO MẠNG VANET 25 2.1 Công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA 25 2.2 Nguyên lý công nghệ OFDMA 30 2.2.1 Hai chế độ làm việc hệ thống OFDMA 31 2.2.2 Ưu điểm công nghệ OFDMA 32 2.3 Các phương pháp cấp phát kênh 32 i 2.3.1 Phương pháp cấp phát cố định OFDM-FDMA 32 2.3.2 Cấp phát ngẫu nhiên OFDM-FDM 33 2.4 Đề xuất lớp MAC cho Adhoc dựa vào công nghệ OFDMA 34 2.4.1 Giải vấn đề node ẩn node thông qua chế báo bận 34 2.4.2 Đề xuất phương pháp giải vấn đề 35 2.4.3 Cơ chế cấp phát kênh dựa tín hiệu báo bận 36 2.4.4 Đề xuất kiến trúc lớp MAC dựa vào công nghệ OFDMA 37 2.5 Kết luận chương 48 CHƢƠNG 3: GIẢI THUẬT ĐỊNH TUYẾN KẾT HỢP VỚI LỚP MAC ĐỀ XUẤT CHO MẠNG VANET 49 3.1 Đặc điểm mô hình kết hợp lớp mạng 49 3.2 Node chuyển tiếp (nexthop) mạng đa chặng 50 3.3 Mô hình giải thuật kết hợp mô mạng VANET đa chặng 52 3.4 Kết luận chương 54 CHƢƠNG 4: MÔ HÌNH KỊCH BẢN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG VANET 55 4.1 Kịch Adhoc đơn giản 55 4.1.1 Mô hình kịch 55 4.1.2 Mô hình kịch 57 4.2 Kịch mạng Adhoc đa chặng 60 4.2.1 Mô hình kịch 60 4.3 Kết luận chương 63 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 65 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi, Nguyễn Danh Thắng xin cam đoan kết nghiên cứu đưa luận văn dựa kết thu trình nghiên cứu thực riêng tôi, không chép kết nghiên cứu người nơi khác Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng số thông tin, tài liệu từ nguồn sách, tạp chí liệt kê danh mục tài liệu tham khảo Nguyễn Danh Thắng iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Định tuyến theo yêu cầu AODV Adhoc On Demand Distance Vector AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu trắng (nhiễu cộng) BER Bit Error Ratio Tỷ lệ bit lỗi BS Base Station Trạm thu phát gốc CCI Co-Channel Interference Nhiễu đồng kênh CDMA Code Division Multiple Access CP Cyclic Prefix CSI Channel State Information FDD Frequency Division Duplex DSA Dynamic Subcariers Allocation FDM Frequency Division Multiplexing FFT Fast Fourier Transform Chuyển đổi Furier nhanh GI Guard Interval Khoảng bảo vệ HIPER High Performance Local Area Mạng cục chất lượng cao LAN/2 Network type kiểu Institute of Electrical and Electronic Viện kỹ sư điện Engineers điện tử ISI Inter-Symbol Interference Nhiễu xuyên kí tự ICI Inter-Channel Interference Nhiễu xuyên kênh MIMO Multiple Input Multiple Output MMSE Minimum Mean Square Error IEEE khoảng cách Đa truy nhập phân chia theo mã Tiền tố lặp Thông tin trạng thái kênh truyền iv Song công phân chia theo tần số Cấp phát kênh động Ghép kênh phân chia theo tần số Hệ thống nhiều đầu vào nhiều đầu Trung bình bình phương tối thiểu Mobile Station Trạm di động Orthoganal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần Multiplexing số trực giao Orthoganal Frequency Division Đa truy nhập phân chia theo Multiple Access tần số trực giao QAM Quadrature amplitude modulation Điều chế biên độ cầu phương RF Radio Frequency Tần số vô tuyến Signal to Interference-plus-Noise Tỷ lệ tín hiệu tạp âm cộng Ratio nhiễu SNR Signal to Noise Ratio Tỷ lệ tín hiệu tạp âm TDD Time Division Duplex TDMA Time Division Multiple Access UL/DL Up Link Đường lên/Đường xuống WiFi Wireless Fidelity Mạng không dây chuẩn 802.11 MS OFDM OFDMA SNIR WiMax Song công phân chia theo thời gian Worldwide Interoperability for Microwave Access Đa truy cập phân chia theo thời gian Khả khai thác liên mạng toàn cầu truy cập vi ba RTS/CTS Request To Send/ Clear To Send Yêu cầu gửi/yêu cầu xóa GPSR Greedy Perimeter Stateless Routing Giao thưc định tuyến GPSR DSDV Destination Sequenced Distance Vector Protocol Giao thưc định tuyến DSDV RSU Road Side Unit Thiết bị ven đường OBU Onboad Unit Thiết bị xe QoS Qualtity of Service Chất lượng dịch vụ MANET Mobile Ad-hoc Network Mạng adhoc di động Tx/Rx Transmiter/ Receiver Bộ phát/ Bộ thu v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình mạng Adhoc Hình 1.2 Mô hình mạng VANET Hình 1.3 Mô hình đầu cuối mạng VANET 10 Hình 1.4 IEEE ad-hoc Mode 11 Hình 1.5 IEEE ad-hoc mode triển khai định tuyến 12 Hình 1.6 Các giao thức định tuyến mạng Ad-hoc 14 Hình 1.7 Thuật toán mô giao thức AODV Matlab 16 Hình 1.8 Mô đơn giản định tuyến node sử dung AODV 17 Hình 1.9 Minh họa cách chọn khoảng cách từ nguồn-nexthop 18 Hình 1.10 Vấn đề node ẩn (The hidden terminal problem) 21 Hình 1.11 Vấn đề node (The exposed node problem) 23 Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống thông tin chung 25 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống thông tin sử dụng điều chế OFDM 28 Hình 2.3 Dải băng tần sử dụng OFDMA 29 Hình 2.4 Cấp phát liệu đến user 29 Hình 2.5 Sơ đồ khối hệ thống OFDMA 30 Hình 2.6 Hai chế độ làm việc hệ thống OFDMA 31 Hình 2.7 Phương pháp OFDM-FDMA thông thường 33 Hình 2.8 Cấp phát kênh dựa vào tín hiệu báo bận phát từ máy thu 35 Hình 2.9 Vấn đề nhiễu CCI hệ thống OFDMA/TDD 35 Hình 2.10 Công suất âm bận thu máy phát 37 Hình 2.11 Cấu trúc khung lớp MAC 38 Hình 2.12 Thuật toán DSA 42 Hình 2.13 Phỏng tạo theo phương pháp Monte Carlo tần số Doppler 44 Hình 3.1 Minh họa mạng Adhoc đa chặng hop-by-hop 50 vi Hình 3.2 Giải thuật kết hợp định tuyến DSA MAC cho VANET multihop 53 Hình 4.1 Kịch mạng Adhoc đơn giản 55 Hình 4.2 Kết với mức ngưỡng khác 56 Hình 4.3 Mô hình kịch tính toán thông lượng mạng Adhoc 57 Hình 4.4 Mô hình kịch phối cảnh mô hình toán học 58 Hình 4.5 Thông lượng kết nối OBU1-RSU1 OBU2-RSU2 59 Hình 4.6 Mô hình kịch đa chặng 61 Hình 4.7 Thông lượng mạng phụ thuộc số nodes 61 Hình 4.8 Mô hình kịch đa chặng 62 Hình 4.9 Kết mô thông lượng mạng Adhoc đa chặng 63 vii LỜI NÓI ĐẦU Xuất phát từ yêu cầu từ thực tế trình nghiên cứu phát triển với xu phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin liên lạc viễn thông Thông tin liên lạc mở rộng với lĩnh vực mạng di động tùy biến xe cộ (Verhical Adhoc Network-VANET), lĩnh vực nước phát triển nghiên cứu đưa vào sử dụng nhằm mang lại hiệu việc điều khiển, kiểm soát ngành giao thông Để đạt hiệu cao hệ thống mạng, giao thức định tuyến có vai trò tiên mạng Adhoc Đặc biệt tác giả sâu nghiên cứu cho mạng VANET, kết hợp sử dụng phương pháp cấp phát kênh động (DSA) dựa công nghệ OFDMA hoạt động chế độ (TDD) với việc định tuyến xuyên tầng MAC-NET Phương pháp cho phép mạng tái sử dụng toàn tần số, tăng dụng lượng mạng đồng thời giảm nhiễu đồng kênh (CCI), giải vấn đề node ẩn, node mạng WLAN mạng Adhoc Các kết hướng nghiên cứu phần liên quan đến tính toán thông lượng mạng, tính toán tham số liên quan…theo thuật toán đề xuất với mô hình kịch đưa cho mạng đơn node multihop Trong trình thực luận văn này, cố gắng chắn tránh thiếu xót nhận thức chưa nội dung đó, nên em mong muốn dẫn thày cô Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Hà Duyên Trung, PGS TS Nguyễn Văn Đức người trực tiếp hướng dẫn góp ý sửa chữa, tận tình bảo để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy Đồng thời cho nói lời cảm ơn đến cha mẹ người thân sát cánh động viên, quan tâm, ủng hộ suốt trình học tập làm luận văn Nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho học tập tu dưỡng phấn đấu thành người có ích cho xã hội Xin chân thành cảm ơn!!! Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2015 Học viên NGUYỄN DANH THẮNG ABSTRACT In the master thesis, I have focused on research basic problems related to IEEE 802.11 standard, main problems such as hidden node, exposed node, congestion… Since then, I have given method to research and solution, proposed algorithms and simulation based on MATLAB programming Method Dynamic Sub-carrier Assignment (DSA) decentralized based on technology Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) applied widely for Cellular network and research for Adhoc network Method decentralized dynamic sub Carrier assignment given to resolve hidden node, exposed node problems and improve throughput network in multiple access control (MAC layer) The method of research developed from algorithms decentralized for Cellular network, decentralize research model for Adhoc network, calculate parameters relating to throughput and improve throughput network more than different methods R E(Dmax )=  Dmax f(Dmax )d(Dmax ) nD  =  Dmax  max  R R  nR = n 1 R n 1 dDmax n  Dmax n 1  =   Rn  n   R (3.2.4) Vậy công thức xác định node next-hop node nguồn S sau: E(Dmax )= nR n 1 (3.2.5) Trong đó: n số node lân cận Node nguồn 1; R bán kính xác định phạm vi vùng phủ Node nguồn Do vậy, ta xác định khoảng cách Dmax khoảng cách mong đợi để chọn node next hop thỏa mãn từ đến node nguồn có khoảng cách lớn Ngoài việc ý đến tham số trễ end-to-end từ nguồn đến đích, cần ý đến tham số chất lượng kênh truyền Khi tham số ảnh hưởng đến chất lượng kênh truyền thời gian truyền chiếm giữ kết nối node với Thời gian truyền mong đợi chặng phụ thuộc vào số kết nối có mạng tỷ lệ với tham số kích thước gói cần trao đổi băng thông kết nối 3.3 Mô hình giải thuật kết hợp mô mạng VANET đa chặng Trong phần này, tác giả đề xuất việc kết hợp giao thức định tuyến lớp network sử dụng phương pháp định tuyến dựa vào vị trí (location) trình bày mục Ở phía lớp MAC đề xuất phương pháp cấp phát cấp phát kênh động để thực mô cho mạng VANET đa chặng Mô hình giải thuật thuật toán hình 3.2 bao gồm giải thuật để xác định đường kết nối Dmax từ nguồn đến nexthop kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA (hình 2.12) 52 Bƣớc Bắt đầu Xây dựng ma trân kết nối M route_loop = Bƣớc Xác định số lượng đường kết nối N_route ma trận M xác định đường kết nối với D_max Bƣớc Lựa chọn đường truyền tối ưu Giaỉ thuật DSA lựa chọn kênh cấp phát Kết thúc Hình 3.2 Giải thuật kết hợp định tuyến DSA MAC cho VANET multihop Bƣớc 1: Xây dựng ma trận kết nối dựa mô hình 3.1 Giá trị điều khiển vòng lặp route_loop thiết lập Bƣớc 2: Trong bước này, đường kết nối với Dmax xác định nêu trên, số lượng đường kết nối N_route xác định cách sử dụng ma trận kết nối M Mục đích bước để thực tìm đường truyền tối ưu để truyền liệu Bƣớc 3: Sau thực tìm đường truyền tối ưu, liệu truyền kênh cấp phát đường truyền tối ưu, lựa chọn sóng mang đủ điều kiện cấp phát thỏa mãn mức ngưỡng cho trước dựa vào giải thuật DSA Chi tiết giải thuật xem hình 2.12 mục 53 3.4 Kết luận chƣơng Trong chương này, tác giả trình bày việc kết hợp lớp với Đặc biệt, lớp PHY, lớp MAC lớp NET kết hợp tốt với mạng Hơn nữa, tác giả đề xuất giải thuật lựa chọn nexthop tối ưu từ nguồn Để từ xây dựng giải thuật để đánh giá phương pháp định tuyến kết hợp với giải thuật DSA lớp MAC để mô phỏng, đánh giá hiệu sử dụng sóng mang thông lượng mạng VANET đơn chặng đa chặng Chương sau tác giả dựng kịch đánh giá hiệu giải thuật 54 CHƢƠNG 4: MÔ HÌNH KỊCH BẢN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG VANET 4.1 Kịch Adhoc đơn giản Một kịch đơn giản xây dựng để mô cho mạng Adhoc với hai cặp kết nối hình Trong kịch đơn giản này, node có vai trò thu – phát Giả thiết kịch hai cặp thu phát thực kết nối với ban đầu xa có xu hướng chuyển động lại gần hình vẽ Khoảng cách cặp thu – phát không đổi (trong mô giả thiết 100m) Chiều cao antenna thu – phát cho node Adhoc 1m công suất phát 30dBm 4.1.1 Mô hình kịch Hình 4.1 Kịch mạng Adhoc đơn giản Quá trình kết nối cặp node việc cạnh tranh nguồn tài nguyên vô tuyến mà cách sử dụng phương pháp cấp phát sóng mang khác nguyên nhân gây nhiễu CCI tới cặp thu phát lân cận chúng Việc đánh giá thông lượng cho kết nối phần mô định nghĩa hiệu việc sử dụng sóng mang cấp phát Hơn QoS xem xét đánh giá cách so sánh giải thuật đề xuất 55 cấp phát kênh động (DSA) với phương pháp cấp phát kênh ngẫu nhiên sử dụng kỹ thuật OFDM-FDMA  Kết mô kịch 1: Bằng cách tính toán chọn mức ngưỡng khác Ithr kết hợp so sánh với phương pháp cấp phát kênh ngẫu nhiên sử dụng kỹ thuật OFDM-FDMA, ta thu kết mô hình đây: req = 16 dB 300 Selected sub-carriers 250 200 150 Ithr = -40 dBm Ithr = -60 dBm 100 Ithr = -70 dBm Ithr = -80 dBm 50 Ithr = -90 dBm -400 Ithr = OFDM-FDMA -300 -200 -100 100 Distance in metters 200 300 400 Hình 4.2 Kết với mức ngưỡng khác  Đánh giá: Từ kết thu ta thấy ứng với mức ngưỡng lựa chọn khác nhau, thông lượng mạng thay đổi toàn chặng cặp kết nối mạng Trường hợp không sử dụng thuật toán DSA cho ta kết thông lượng mạng thấp không đổi toàn tuyến đặc trưng đường OFDM – FDMA phương pháp chế chống nhiễu thay phương pháp DSA sử dụng tín hiệu âm báo bận đề xuất Việc lựa chọn mức ngưỡng ứng với I thr = -40 dBm I thr = -90 dBm thông lượng mạng thay đổi rõ rệt mức ngưỡng lựa chọn chưa tối ưu phù hợp với mô hình kênh truyền mô hình mạng Do đó, mô 56 ta tối ưu hóa mức ngưỡng chọn mức ngưỡng tối ưu phù hợp với I thr = -60 dBm Nghĩa là, ứng với mức ngưỡng số kênh cấp phát cho kết nối tăng lên, làm tăng thông lượng kết nối đạt mức gần tối đa [9] 4.1.2 Mô hình kịch Trong kịch gồm node mô liên kết với thiết bị ven đường RSU (Road Side Unit), thiết bị gắn xe OBU (On Board Unit) nhằm sinh động hóa kịch theo tên gọi hệ thống giao thông thông minh mạng VANET Trong đó, hướng kết nối từ OBU1 tới RSU1 đồng thời OBU1 chuyển động lại gần RSU1, song song với cặp thu phát thời điểm RSU2 phát kết nối tới OBU2 tương tự, OBU2 chuyển động lại gần hướng RSU2 RSU RSU: thiết bị ven đường OBU o ted c Wan tion nnec OBU: thiết bị đặt xe RSU OBU Hình 4.3 Mô hình kịch tính toán thông lượng mạng Adhoc Trong kịch này, đánh giá kịch ta chọn mức ngưỡng tối ưu mô Ith = -60dBm, nên kịch cố định mức ngưỡng để đạt thông lượng lớn Các tham số mô hệ thống OFDM mô hình xác định kịch Minh họa lại mô hình toán học cho kịch mô sau: 57 Hình 4.4 Mô hình kịch phối cảnh mô hình toán học Các kết nối mong muốn, nhiễu ảnh hưởng lên hệ thống mô tả hình vẽ, cặp kết nối OBU1Tx - RSU1Rx RSU2Tx - OBU2Rx Thông lượng mạng kịch tổng thông lượng kết nối diễn mạng Thông lượng định nghĩa số trung bình OFDM symbols cấp phát mạng Các sóng mang lựa chọn cấp phát phụ thuộc vào mức ngưỡng chọn ban đầu, phụ thuộc tỉ số công suất tín hiệu trung bình tổng nhiễu nhận sóng mang node mạng Xét tỷ số tín hiệu nhiễu SNR cặp OBU1Tx - RSU1Rx, xét thông lượng vị trí dmin: SNR1 = PS Ps (d ) PS max = = PI PI (d rr ) PI const Do vị trí dmin, khoảng cách OBU1Tx - RSU1Rx đạt giá trị nhỏ Mặt khác, RSU1 RSU2 đặt cố định nên khoảng cách RSU1 RSU2 drr không đổi nên nhiễu ảnh hưởng trình RSU2Tx phát gây nhiễu cho RSU 2Rx phụ thuộc d rr không đổi Khi đó, SNR1 đạt giá trị lớn nhất, thời điểm khoảng cách OBU1Tx - RSU1Rx thông lượng Throughput (OBU1Tx - RSU1Rx) max 58  Kết mô cho kịch 2: Tổng hợp giá trị thông lượng trung bình cặp node OBU1-RSU1 OBU2-RSU2 ta thấy thời điểm OBU chuyển động đến vị trí cách vị trí đầu 100m hay vị trí chúng cách RSU với khoảng cách nhỏ thông lượng phân tích đạt giá trị lớn Điều chứng tỏ thông lượng Ithr = -60 dBm, min = 16 dB 260 240 220 Throughput of OBU -RSU & OBU -RSU (selected sub-carriers) mạng thay đổi phụ thuộc vào khoảng cách cặp node thu-phát 180 160 1 200 140 120 Successfully received bits based on set B assigment 100 -200 -150 -100 -50 50 Distances in meters 100 150 200 Hình 4.5 Thông lượng kết nối OBU1-RSU1 OBU2-RSU2 Thật vậy, thông lượng mạng giảm đột ngột thời điểm OBU gặp Do chuyển động ngược chiều nhau, sau chúng chuyển động xa thông lượng lại tăng đến thời điểm khoảng cách Tx-Rx tăng vượt ngưỡng cho phép nên thông lượng kết nối lại giảm Trong hình vẽ kết mô kết nối cặp node OBU1RSU1 OBU2 - RSU2 Ta thấy thông lượng mạng biến đổi phụ thuộc khoảng cách trình OBU chuyển động (ở kịch mô OBU chuyển động ngược chiều nhau) Do vị trí tương đối khoảng cách cặp node khác nên thông lượng mạng khác phụ thuộc khoảng cách kết nối từ RSU đến 59 OBU Ta thấy thông lượng mạng đạt giá trị lớn khoảng cách cặp RSU đến OBU đạt giá trị nhỏ nhất, khoảng RSU1 RSU2 không đổi Do ảnh hưởng nhiễu node lân cận nên thông lượng mạng không sử dụng hết tối đa sóng mang cấp phát, mà loại sóng mang không thỏa mãn mức ngưỡng thuật toán xây dựng 4.2 Kịch mạng Adhoc đa chặng Nghiên cứu ta đưa mô hình mạng Ahoc gồm node nguồn, node đích node trung gian (next-hop) trình định tuyến node tìm đường đến đích thông qua thuật toán định tuyến sử dụng mạng Adhoc 4.2.1 Mô hình kịch Như hình vẽ đây, giả sử có nodes mô kịch để khái quát hóa node có vài trò thu – phát Trong đó, Node xác định node next-hop Node Node nhằm mục đích chuyển tiếp data từ Node nguồn tới Node đích Đồng thời Node tham gia gửi data tới Node Tương tự kịch trước, xảy nhiễu CCI cặp thu – phát đồng thời Theo công thức (3.4.3) trình bày trên, việc xác định Node nexthop theo công thức: E(Dmax ) = nR n+1 Trong đó: n số node lân cận Node nguồn 1; R bán kính xác định phạm vi vùng phủ Node nguồn Theo đó, kịch việc chọn next-hop với khoảng cách maximum từ node nguồn hay node gần đích làm giảm số hop chọn trình định tuyến Cụ thể thuật toán mô Node không chọn Node phương pháp khác (Greedy hay tìm đường ngắn nhất) Mà theo thuật toán chọn Node làm node nexthop cho với điều kiện khoảng cách từ 60 node nguồn đến nexthop lớn nhất, gần node đích đảm bảo chất lượng môi trường kênh cần kết nối Hình 4.6 Mô hình kịch đa chặng Theo [13] tính toán, mô hình hóa toán học cho phương pháp đề xuất chọn nexthop kết mô hình 4.7 300 Throughput (in Mpbs) 250 200 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Number of Nodes (n) 70 80 90 Hình 4.7 Thông lượng mạng phụ thuộc số nodes 61 100 Ở đó, node vùng truyền cố định, kết mô thông lượng mạng tăng nhanh từ lúc khởi tạo Khi số node mạng tăng dần đến trạng thái bão hòa thông lượng không tăng nữa, kết cho thấy số node khoảng 85 nodes thông lượng mạng đạt trạng thái bão hòa ứng với node truyền vùng cố định Trong mô hình kịch hình 4.7 trên, tương tự kịch ta minh họa lại mô hình toán học sau: Hình 4.8 Mô hình kịch đa chặng Trong kịch này, giả sử Node nguồn chuyển động dọc theo phương ngang hướng phía Node hướng Node đích Các node lại cố định Ở thời điểm khởi tạo, giả sử Node nhận Node làm node nexthop để chuyển tiếp data tới node đích 6, việc xác định Node phân tích Sau khoảng thời gian t đó, giả sử Node di chuyển phía Node gặp Lúc giả sử Node muốn kết nối đến Node thuật toán xác định khoảng cách nguồn-đích ngắn kết nối trực tiếp Node1 đến Node Tương tự kịch trên, thời điểm kết nối quay trở lại kết nối trực tiếp nguồn đích Như kết mô hình 4.9 cho thông lượng node tham gia vào mạng, ta thấy vị trí ( tương ứng Node di chuyển 200m kể từ vị trí ban đầu nó) thông lượng toàn mạng đạt hiệu 62 sử dụng cao Thật minh họa toán học trên, khoảng cách từ Node đến Node lúc tương ứng Dmin tương tự việc đánh kịch Thêm nữa, kết cho thấy xét giai đoạn Node từ vị trí khởi tạo hướng dần đích, thông lượng trung bình tăng dần nhiên hiệu sử dụng sóng mang không cao Nguyên nhân có can nhiễu CCI từ Node phát ảnh hưởng Node Node Ithr = -60 dBm, min = 16 dB 240 220 Throughput of Node -Node & Node -Node 260 200 180 160 140 120 100 Successfully received bits based on set B assigment 80 -200 -150 -100 -50 50 Distances in meters 100 150 200 Hình 4.9 Kết mô thông lượng mạng Adhoc đa chặng 4.3 Kết luận chƣơng Trong chương này, tác giả xây dựng kịch đơn, đa chặng mạng adhoc phân tích, đánh giá kết kịch Đối với kịch đơn giản đơn chặng, mục đích tiền đề để chọn mức ngưỡng tối ưu thuật toán DSA, để từ sử dụng để phân tích với kịch đa chặng Kết mô phỏng, đánh giá cho thấy hiệu sử dụng sóng mang thông lượng mạng phụ thuộc nhiều vào vị trí tương đối nguồn đích 63 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU Trong luận văn, tác giả đề xuất nghiên cứu thuật toán cấp phát kênh động DSA đề xuất giao thức xuyên lớp lớp NET lớp MAC dựa thuật toán cấp phát kênh động DSA Thuật toán cấp phát kênh động DSA hỗ trợ giảm vấn đề nhiễu xuyên kênh node ẩn, node mạng ad-hoc đa chặng Bằng mô hình thực nghiệm, tác giả chứng minh giao thức xuyên lớp lớp NET lớp MAC dựa thuật toán cấp phát kênh tối ưu đề xuất đảm bảo nâng cao hiệu mạng ad-hoc đa chặng so với giao thức định tuyến truyền thống Tác giả đưa kịch mô ứng với trường hợp khác Như kết nối trực tiếp hay sử dụng phương pháp định tuyến tìm khoảng cách lớn để tối ưu số hop, đảm bảo khoảng cách từ nexthop tới đích nhỏ chất lượng kết nối đạt hiệu cao Tuy nhiên, điểm thiếu sót hạn chế chưa kịch mô đánh giá thông lượng, nhiễu độ trễ hop-by-hop đặc điểm mạng VANET độ thay đổi topy mạng lớn node tham gia vào mạng, nexthop tính chất tuyến tính Hơn nữa, kế thừa phát triển code code cũ nên có nhiều vấn đề việc mở rộng mô hình nhiều node chuyển động tương tác đặc thù mạng VANET Hướng nghiên cứu sau áp dụng thêm phương pháp MIMO việc thu phát node nexthop đảm bảo đạt thông lượng cao mạng, node nhận, chuyển tiếp nhiều thông tin từ nhiều node khác nhau… nhằm đạt hiệu cao QoS đặc thù mạng Adhoc với thuật toán đề xuất sử dụng công nghệ OFDMA 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] Michel Barbeau and Evangelos Kranakis, Principles of Adhoc Networking, John Wiley & Sons, 2007 [2] Rainer Baumann, baumann@hypert.net, Vehicular Ad-hoc Network (VANET) ETH Zurich 2004 [3] Kumar, V (July 2009) Simulation and comparison of AODV and DSR routing Protocols in MANETs Patiala, India: Computer science and Engineering department, Thapar University [4] Royer, C P Ad-hoc On-Demand Distance Vector Routing New Orleans, LA: Proceedings of the 2nd IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications (February 1999) [5] TAODV: A Trusted AODV Routing Protocol for Mobile Adhoc Networks http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.81.9588 [6] http://en.wikipedia.org/wiki/Hidden_node_problem truy nhập cuối ngày 12/3/2015 [7] http://en.wikipedia.org/wiki/Exposed_node_problem truy nhập cuối ngày 12/3/2015 [8] http://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonal_frequency-division_multiple_access truy nhập lần cuối ngày 23/02/2015 [9] Van Duc NGUYEN, Harald HAAS, Kyandoghere KYAMAKYA, JeanChamberlain CHEDJOU, Tien-Hoa NGUYEN, Seokho YOON, Hyunseung CHOO “Decentralized Dynamic Sub-Carrier Assignment for OFDMA-Based Adhoc and Cellular Networks”, IEICE TRANS COMMUN, VOL.E92–B, NO.12, DECEMBER 2009 [10] “Chanel models for fixed wireless application”, IEEE 802.16.3.c01/29r4, pp1205-1211, Juny 1999 65 [11] V.D Nguyen, “Channel impulse response length estimation and interference cancellation for OFDM system”, Shaker Verlag, Aachen, Germany, 2004 [12] Vuran, Mehmet C, “XLP: A Cross-Layer Protocol for Efficient Communication in Wireless Sensor Networks”, Mobile Computing, Nov 2010, pp.1578–1591 [13] Ram Shringar Raw and D K Lobiyal, "Throughput and delay analysis of next-hop forwarding method for non-linear vehicular ad hoc networks”, April 2012 Các tài liệu tham khảo khác: PGS.T.S Nguyễn Văn Đức, “Bộ sách: Kỹ thuật thông tin số- tập 2”, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Jun.2006 Sylwia Van Den Heuvel-Romaszko, Chris Blondia University Antwerp,” A survey of MAC protocols for Adhoc networks and IEEE802.11” PASTe searchGroup, Middelheim LAN 1, B-2020 Antwerpen 66 ... TÀI Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá giải thuật định tuyến mạng VANET Nội dung luận văn chia thành chương:  Chƣơng Tổng quan mạng VANET giao thức định tuyến mạng Adhoc đa chặng Trong chương tác... giao thức định tuyến khoảng cách với thuật toán định tuyến Greedy  Thuộc Reactive  Là giao thức định tuyến khoảng cách với thuật toán định tuyến Greedy  Cơ chế tìm đường nhanh chóng thuật toán... GPSR Hình 1.6 Các giao thức định tuyến mạng Ad-hoc Như hình vẽ cho có nhiều giao thức định tuyến triển khai mạng VANET chưa có giao thức chiếm ưu Một số giao thức định tuyến đáng ý mạng VANET như: