[论文解读] Performance Evaluation of Aodv&DSR with Varying Pause Time&Node Density Over TCP&CBR Connections in Vanet

Bijan Paul, Abu Naser Bikas|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2012

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 9被引用 5

一句话总结

本研究在不同暂停时间与节点密度下，使用TCP和CBR流量模型评估了VANET中AODV与DSR路由协议的性能。结果表明，在CBR流量下，DSR在分组交付比和延迟方面优于AODV；而在TCP流量下，AODV在高密度、低暂停时间场景中表现更优，分组丢失更少。

ABSTRACT

Vehicular ad hoc network is formed by cars which are called nodes; allow them to communicate with one another without using any fixed road side unit. It has some unique characteristics which make it different from other ad hoc network as well as difficult to define any exact mobility model and routing protocols because of their high mobility and changing mobility pattern. Hence performance of routing protocols can vary with the various parameters such as speed, pause time, node density and traffic scenarios. 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 pause time and node density under TCP & CBR connection.

研究动机与目标

• 评估在动态移动性条件下，AODV与DSR路由协议在车载自组织网络（VANETs）中的性能。
• 分析不同暂停时间与节点密度对关键性能指标（如分组交付比、延迟与分组丢失）的影响。
• 比较AODV与DSR在两种不同流量模型下的行为：TCP（可靠、面向连接）与CBR（恒定比特率、实时）。
• 基于网络密度与移动性模式，识别最优协议选择，以实现可靠的VANET通信。

提出的方法

• 使用NS-2仿真器构建不同节点密度（低、中、高）与暂停时间（低、中、高）的VANET仿真环境。
• 评估两种按需路由协议：AODV（自组织按需距离向量）与DSR（动态源路由），采用路由发现与维护机制。
• 通过两种连接类型生成流量：CBR（固定速率、非确认）与TCP（可靠，具备重传与确认机制）。
• 测量三项性能指标：分组交付比（PDR）、平均端到端延迟与分组丢失率（LPR），覆盖所有参数组合。
• 收集并分析90、120与150个节点的仿真数据，覆盖多个暂停时间区间（50–250 ms）。
• 通过对比图表与性能表格呈现结果，评估不同移动性与流量条件下协议的行为表现。

实验结果

研究问题

• RQ1 在TCP与CBR流量模型下，节点密度如何影响AODV与DSR的分组交付比（PDR）？
• RQ2 在VANET中，暂停时间对AODV与DSR的端到端延迟与分组丢失有何影响？
• RQ3 在CBR流量下，AODV与DSR在PDR与延迟方面哪个表现更优？该表现与TCP流量下的对比如何？
• RQ4 当暂停时间与节点密度同时增加时，性能指标如何变化？
• RQ5 在何种移动性与流量条件下，DSR比AODV更高效？反之亦然？

主要发现

• 在低节点密度与低暂停时间条件下，DSR在TCP流量下的PDR高于AODV（高 vs. 平均），而两者在CBR流量下均表现出高PDR。
• 在CBR流量下，AODV在低密度场景中平均端到端延迟低于DSR，但DSR在高密度、高暂停时间条件下保持更低延迟。
• 在高密度网络中，低暂停时间下，DSR在CBR下的PDR（平均）低于AODV（高），表明AODV在突发流量下具有更好的可扩展性。
• 在TCP下，AODV的分组丢失率（平均）高于DSR（低），尤其在高密度、高暂停时间场景中，表明DSR在可靠传输下更具可靠性。
• 在CBR下，AODV在高密度环境中保持更低的丢失率（低）而DSR为平均值，表明AODV在恒定速率流量下效率更优。
• 在高暂停时间场景中，两种协议在TCP与CBR下均实现高PDR，但AODV在CBR下延迟更低，而在TCP下延迟高于DSR。