[论文解读] A Performance Analysis of LAR Protocol for Vehicular Ad Hoc Networks in City Scenarios

Sanjoy Das, D. K. Lobiyal|arXiv (Cornell University)|Oct 9, 2012

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 9被引用 5

一句话总结

该论文使用城市场景中的曼哈顿移动模型，评估了城市车辆自组织网络（VANETs）中位置辅助路由（LAR）协议的性能。使用Glomosim 2.03进行的仿真显示，LAR1在稀疏网络中达到99.68%的峰值分组投递率，在密集网络中为87.58%，端到端延迟分别为7.32 ms（稀疏）和0.0177 ms（密集），表明在不同城市交通条件下具有高可靠性和低延迟。

ABSTRACT

In this paper, performance analysis of Location Aided Routing (LAR) protocol in different city scenarios has been done. The mobility model considered is Manhattan model. This mobility model used to emulate the movement pattern of nodes i.e., vehicles on streets defined by maps. Our objective is to provide a qualitative analysis of the LAR protocol in different city scenarios in Vehicular Ad hoc Networks. We have considered three different city scenarios for the analysis of the protocol. The simulation work has been conducted using the Glomosim 2.03 simulator. The results show that LAR1 protocol achieves maximum packet delivery ratio is 99.68 % and maximum average end-to-end delay is 7.319969 ms when the network is sparsely populated. Further, for densely populated network maximum achieved packet delivery ratio is 87.58% and average end-to-end delay is 0.017684 ms.

研究动机与目标

• 评估LAR协议在真实城市车辆自组织网络中的性能。
• 分析在类似城市环境中不同网络密度下的路由效率。
• 评估移动模式（特别是曼哈顿模型）对LAR协议行为的影响。
• 量化不同城市场景下的关键指标，如分组投递率和端到端延迟。
• 为城市规模VANET部署中的LAR协议提供定性和定量基准。

提出的方法

• 本研究采用曼哈顿移动模型，模拟城市环境中沿网格状街道布局的车辆移动。
• 使用Glomosim 2.03进行仿真，该工具是适用于大规模移动网络的离散事件网络仿真器。
• 建立三种具有不同节点密度的城市场景，以代表稀疏、中等和高度密集的城市交通状况。
• 基于LAR1变体协议利用位置信息改进路由发现与维护的能力，评估其性能。
• 性能指标包括分组投递率和平均端到端延迟，通过多次仿真运行进行测量。
• 分析聚焦于网络密度和移动性约束对协议可扩展性和可靠性的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 在不同城市网络密度下，LAR协议的分组投递率表现如何？
• RQ2 网络稀疏性与拥塞对基于LAR的VANET中端到端延迟有何影响？
• RQ3 LAR1协议在具有结构化移动性的类城市环境中维持可靠通信的有效性如何？
• RQ4 曼哈顿移动模型在协议评估中在多大程度上准确反映了现实世界的城市车辆动态？
• RQ5 在不同城市交通场景下，LAR协议在投递可靠性与延迟之间存在何种权衡？

主要发现

• 在节点稀疏的网络中，LAR1协议实现了最高99.68%的分组投递率，表明其接近完美的可靠性。
• 稀疏网络中的平均端到端延迟达到峰值7.319969 ms，该值较低，适用于实时车载应用。
• 在节点密集的网络中，分组投递率下降至87.58%，反映出更高的竞争和路由挑战。
• 尽管节点密度更高，平均端到端延迟显著降低至0.017684 ms，表明在饱和状态下路由发现高效且排队延迟减少。
• LAR1协议在稀疏和密集城市场景中均表现出色，所有配置下均保持高投递率和低延迟。
• 结果证实，当结合曼哈顿移动模型用于真实城市仿真时，LAR协议非常适合城市规模的VANET应用。