Protokół routingu reaktywnego dla pojazdów

Vehicular Reactive Routing Protocol (VRR) to reaktywny protokół routingu z funkcjami geograficznymi, który został specjalnie zaprojektowany dla standardu Wireless Access for the Vehicular Environment (WAVE) w samochodowych sieciach ad hoc ( VANET ). Protokół wykorzystuje zalety schematu wielokanałowego zdefiniowanego w WAVE i wykorzystuje kanał kontrolny (CCH) do sygnalizacji oraz opiera się na jednym z wielu kanałów usługowych (SCH) do rozpowszechniania danych użytkowych.

Projekt protokołu

Stos WAVE z VRR

Protokół VRR (Vehicular Reactive Routing) jest zintegrowany ze stosem WAVE i osadzony w warstwie Logic Link Control. VRR jest protokołem wielokanałowym realizującym efektywne procesy wyszukiwania tras, ich utrzymania i dostarczania danych z wykorzystaniem kanału kontrolnego (CCH) i kanału serwisowego (SCH). Standardowe komunikaty WSA są przesyłane przez CCH, a pakiety IPv6 są przesyłane przez SCH. Aby uzyskać aktualną lokalizację sąsiada, ramka WSA jest modyfikowana w celu przenoszenia informacji o pozycji (zawiera dodatkowe 4 bajty). Żądanie trasy i żądania odpowiedzi na trasę są przesyłane w ramkach WSA (dodatkowe 40 bajtów) przez kanał kontrolny, a potwierdzenie danych i wszystkie dane aplikacji (pakiety IPv6) są przesyłane przez kanał usługowy. Dzięki tym modyfikacjom trasa jest najpierw ustalana przez CCH, a następnie dane są przesyłane przez SCH.

Komunikaty protokołu VRR

Protokół VRR wykorzystuje 3 typy komunikatów sygnalizacyjnych. Komunikaty, żądanie trasy (RREQ) i odpowiedź trasy (RREP) są rozgłaszane w kanale CCH, a pakiety potwierdzenia (ACK) są transmitowane w kanale SCH. Pakiety danych są pakietami IPv6 i są przesyłane po wykryciu trasy lub utrzymaniu trasy na jednym z SCH. RREQ i RREP są usytuowane wewnątrz pola WRA ramki WSA i przy każdym przeskoku ramka WSA jest odrzucana i tworzona jest nowa ramka WSA. Oba komunikaty są przesyłane w najniższej klasie ruchu (w tle).

Transmisja VRR

Algorytm ten opiera się na połączeniu trzech podejść

• Rodzina eliminacji sąsiadów: węzły odbiorcze same decydują o retransmisji danych lub nie na podstawie zasięgu sieci. Jeżeli wszystkie węzły w zasięgu nadawania węzła odbiorczego są objęte informacją, wówczas węzeł odbiorczy nie dokonuje retransmisji. Jeżeli jakiś węzeł nie jest objęty informacją w zasięgu transmisji węzła to węzeł przygotowuje dane do retransmisji.
• Zbiory dominujące zależne od źródła: zasada polega na tym, że nadawca określa dla małego podzbioru sąsiadów, który nazywa się przekaźnikiem wielopunktowym (MPR). Tylko węzły wewnątrz podzbioru mogą retransmitować informacje ze źródła.
• Prawdopodobieństwo: gdzie prawdopodobieństwo zależy od odległości między nadajnikiem a odbiornikiem. Wyższe prawdopodobieństwo jest wybierane dla węzła dalej od źródła i odwrotnie z niższym prawdopodobieństwem dla węzłów bliższych.

Zasada działania VRR Broadcasting w prosty sposób: Nadajnik wysyła dane rozgłoszeniowe.

• Jeżeli węzeł odbiorczy zostanie wybrany jako węzeł MPR przez nadajnik, to ustawia on najkrótszy czas odczekania (czas oczekiwania przed retransmisją).
• Jeśli węzeł odbiorczy nie zostanie wybrany jako węzeł MPR przez nadajnik, ustawia czas odczekania w zależności od jego zachowania ruchowego (odległość od nadajnika, prędkość i wektor ruchu).
• Jeśli węzeł odbierający obliczy, że węzły jego sąsiada są już objęte informacjami rozgłoszeniowymi, wówczas węzeł nie dokonuje retransmisji.

Zaletą podejścia VRR Broadcasting jest to, że wszystkie węzły odbiorcze mają pewne możliwości retransmisji informacji (nie tylko węzły MPR), ale tylko kilka węzłów ma najlepszą możliwość (tj. najkrótszy czas odczekania) na retransmisję. Kolejną zaletą jest to, że w przypadku wielopunktowego węzła przekaźnikowego, który nie zawsze odbiera rozgłoszenie z powodu kolizji (w gęsto zajętej sieci), inne węzły, które podsłuchują, mogą zamiast tego przesyłać informacje.

Technika odkrywania tras

Ramki RREQ są nadawane przez algorytm VRR Broadcasting. Jeśli węzeł nie ma trasy do miejsca docelowego, retransmisja węzła zależy od algorytmu. Jeśli węzeł ma trasę do miejsca docelowego, tworzy ramkę rozgłoszeniową RREP i ustawia czas odczekania w zależności od zachowania mobilności (odległość od nadajnika, prędkość i wektor ruchu). Jeżeli RREP jest transmitowany przez nadajnik, wszystkie sąsiednie węzły również odebrały RREP i odrzucają własne wysiłki RREQ lub RREP, z wyjątkiem węzła, który jest w drodze do węzła źródłowego. Zasada uzgadniania VRR Route Discovery (bez MPR) (animacja)