城镇环境VANET广播技术研究与硬件平台实现
摘要
城镇车联网环境复杂程度较高，车辆节点分布密度与拓扑结构的高动态变化特性对
车联网中数据的传输提出了挑战。广播技术是实现车联网节点数据传输的重要手段，能
够保证数据传输的实时性与有效性，极大的提高车辆运行效率，避免交通事故。本文从
车联网广播算法与硬件仿真平台两个方面对车联网广播技术进行了研究。本文主要研究
内容和贡献如下：
针对当前车联网分布式广播算法在城镇环境下节点密度动态适应性不高以及在节
点产生局部聚集时存在网络性能下降的问题，提出了一种基于概率的分布式竞争转发
PLPB（ProbabilityandLocalPerceptionBroadcast）广播算法。该算法在广播报文中嵌入
网络收集到的节点位置与局部拓扑信息，以帮助中继节点获得先验拓扑结构来计算转发
概率，同时提取局部拓扑中心与边缘节点分布特征信息，辅助中继节点对转发概率进行
调整，优化节点分布区域聚集带来的潜在“消息中断”与“局部广播风暴”问题。基于
路由建立过程对该算法进行性能验证，仿真结果表明，PLPB广播算法具有良好的网络
冗余抑制以及节点密度与节点分布自适应能力，在降低网络平均时延与提高分组投递率
方面具有良好的性能，能够很好的满足城镇环境中车联网信息交互需求。
针对当前车联网广播实际场景测试成本较高且测试场景较为复杂的问题，设计搭建
了基于OpenWrt嵌入式系统的轻量化硬件仿真平台，并在室内与室外多个场景中对
PLPB广播算法进行了实际测试，测试结果验证了PLPB广播算法在真实场景下的性能。
该平台采用应用层集中控制方案，可扩展性较强，且轻量化的平台结构设计使得实际测
试场景布置成本较低。对比分析PLPB广播算法实际测试结果，与软件仿真结论相互照
应，共同说明了PLPB广播算法性能的可靠性，证明了该硬件仿真平台具有较好的有效
性与实用性。
关键词：车联网；广播技术；自适应调整；仿真平台；嵌入式系统
城镇环境VANET广播技术研究与硬件平台实现
ABSTRACT
Thecomplexityoftheurbanvehiclenetworkenvironmentisrelativelyhigh,andthe
highlydynamiccharacteristicsofvehiclenodedistributiondensityandtopologystructure
posechallengestodatatransmissioninthevehiclenetwork.Broadcasttechnologyisan
importantmeanstoachievedatatransmissionatnodesoftheInternetofVehicles,whichcan
ensurereal-timeandeffectivedatatransmission,greatlyimprovevehicleoperationefficiency,
andavoidtrafficaccidents.Atthesametime,inordertobetterimplementtheapplicationof
InternetofVehiclesbroadcastingtechnology,itisnecessarytocarryoutresearchonhardware
simulationplatformsbasedonactualscenarios.ThispaperstudiestheInternetofVehicles
broadcastingtechnologyfromtwoaspects:theInternetofVehiclesbroadcastingalgorith