[论文解读] Experimental Analysis of AODV & DSR over TCP & CBR Connections with Varying Speed and Node Density in VANET

Bijan Paul, Md. Ibrahim+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 5, 2012

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 4被引用 12

一句话总结

本论文通过NS-2.34仿真，在不同车辆速度和节点密度下，评估了VANET中AODV与DSR路由协议在TCP和CBR流量模型下的性能。结果表明，在高密度、高速场景下，DSR在CBR流量中表现优于AODV；而在高移动性、TCP流量下，AODV在分组交付率和延迟指标方面表现更优。

ABSTRACT

Vehicular adhoc network or VANET is special types of adhoc network consists of moving cars referred to as nodes; provide a way to exchange any information between cars without depending on fixed infrastructure. For efficient communication between nodes various routing protocols and mobility models have been proposed based on different scenarios. Due to rapid topology changing and frequent disconnection makes it difficult to select suitable mobility model and routing protocols. Hence performance evaluation and comparison between routing protocols is required to understand any routing protocol as well as to develop a new routing protocol. In this research paper, the performance of two on-demand routing protocols AODV & DSR has been analyzed by means of packet delivery ratio, loss packet ratio & average end-to-end delay with varying speed limit and node density under TCP & CBR connection.

研究动机与目标

• 评估并比较车载自组织网络（VANETs）中AODV与DSR路由协议的性能。
• 分析不同车辆速度和节点密度对路由协议性能的影响。
• 评估协议在TCP（可靠、面向连接）和CBR（恒定比特率、实时）流量模型下的行为。
• 根据网络条件和流量类型，识别最优协议选择。
• 为未来VANET中路由协议的设计提供性能基准。

提出的方法

• 使用NS-2.34仿真VANET场景，采用随机路径移动模型。
• 评估两种按需路由协议：AODV（自组网按需距离向量）和DSR（动态源路由）。
• 通过三个关键指标衡量性能：分组交付率（PDR）、平均端到端延迟和丢包率（LPR）。
• 在三种节点密度下进行仿真：低密度（30个节点）、平均密度（90个节点）和高密度（150个节点）。
• 在三种速度水平下进行测试：低速（5 m/s）、平均速度（15 m/s）和高速（25 m/s）。
• 在TCP和CBR两种流量类型下评估性能，以捕捉可靠性和实时流量行为。

实验结果

研究问题

• RQ1 节点密度如何影响VANET中AODV与DSR的性能？
• RQ2 车辆速度如何影响AODV与DSR的分组交付率（PDR）、端到端延迟和丢包率？
• RQ3 在高移动性场景下，哪种协议——AODV或DSR——在基于TCP的可靠连接中表现更优？
• RQ4 在不同速度和密度下，哪种协议在CBR（恒定比特率）流量中实现更高的PDR和更低的延迟？
• RQ5 路由开销和路径发现机制如何影响AODV与DSR之间的性能差异？

主要发现

• 在低密度、低速场景下，AODV与DSR在TCP和CBR下均实现高PDR（>98%），其中DSR在CBR下表现略优。
• 在高速条件下使用CBR流量时，DSR保持高PDR（高达98%），而AODV的PDR下降至中等水平（96–97%）。
• 在高速下使用TCP连接时，AODV的PDR为中等水平（96–97%），而DSR在高密度环境中保持高PDR（≥98%）。
• 平均端到端延迟在CBR流量下始终较低（≤50ms），而TCP下较高（≥150ms），且DSR在CBR下延迟低于AODV。
• DSR在TCP下的丢包率最低（≤1.5%），CBR下为中等水平（1.5–3%）；而AODV在高速、高密度条件下，TCP和CBR下的LPR均较高（最高达3%）。
• 在高密度、高速场景下，DSR在CBR下的PDR和LPR方面优于AODV；而AODV在TCP下延迟表现更优，尽管LPR更高。