VANET動態路徑導航之封包傳送演算法

由於 VANET 屬於高度動態變化與非連接導向的網路，網路中車輛之間的網 路連線並不固定，所以當附近不存在適合傳遞封包的車輛時，車輛可以選擇繼續 攜帶著封包行駛，直到可傳遞範圍內出現適合的車輛為止 (Li & Rus, 2000) (Vahdat & Becker, 2000)。因此，目前對於動態車輛導航的研究，主要是著重於在 車輛傳遞封包時，要如何挑選傳遞目標與路徑，讓封包能順利且有效率的傳送往 目的地。

隨機車輛配對的方式，將封包傳遞的成功率最大化並將資源消耗與延遲時間 最小化的漫延式封包傳遞法(Epidemic Routing)被提出 (Vahdat & Becker, 2000)。

圖 6.連接導向之無線隨意網路 ERPC 演算法

如圖 6 所示，當車輛 S 希望將封包傳遞往目的地 D，但 S 與 D 之間並無連 線時，會將封包傳送給周圍所有的車輛，即車輛 C1 與車輛 C2。C1 與 C2 在行 駛過程中亦會繼續嘗試尋找連接至 D 的連線，並透過此連線傳送資料。如無連 線，仍會繼續將封包往附近所有車輛傳送，直到發現存在至 D 之連線為止，再 交由此條連線傳遞封包。

圖 7. 連接導向之無線隨意網路 ERPC 演算法

以車輛的位置與目標車輛的方向的封包傳遞貪婪演算法(Greedy perimeter stateless routing, GPSR)也被應用在傳遞封包中 (Karp & Kung, 2000)。在 GPSR 演 算法中，如圖 7 所示，若節點 x 欲傳送資料給另一節點 D，但兩節點 x 與 D 互 相不再對方的可傳遞範圍內，則節點 x 在其可傳遞範圍中，以貪婪演算法(Greedy

Algorithm)方式尋找一個最接近節點 D 之節點，即為節點 y，用以建立節點 x 與 節點 y 之間之傳輸路徑。

當整體網路中的傳輸路徑逐漸被挑選決定後，便會形成如下圖 8(a)之網路結 構。此時由於節點間路徑過多，容易使傳遞封包時因選擇路徑而延遲，故將此網 路路徑取其 Relative Neighborhood Graph (RNG)子集，進行平面化，去除在網路 中多餘之而不必要之路徑，便得到圖 8(b)之網路結構。再對此網路取 Gabriel Graph (GG)子集，在保持各個節點連通的情況下，考慮節點之間之訊息可傳遞範 圍，再次除去網路中多餘之而不必要之路徑，即得到簡化後的網路圖 8(c)，圖中 任意兩節點皆有明確且簡單的路徑可進行訊息交換。

圖 8. GPSR 演算法之網路形成過程.

關於動態路徑規劃的研究中，將挑選封包傳遞對象的方式分成三類 (Zhao &

Cao, 2008)，以下圖 9 為例：

圖 9. GPSR 演算法之網路簡化過程

1. 位置優先(Location First Probe)：

在可傳遞範圍中，將封包傳遞給離目的地最近的車輛，傳送封包的距離 短，但可能因為車輛的行進方向造成傳遞迴圈而減低效率，甚至無法傳到目 的地。以圖 9 為例，若車輛 A 之目的地在北方，則車輛 A 會依位置優先規 則，在可傳遞範圍之中挑選距離目的地最接近的車輛 B 為傳送封包之目標。

2. 方向優先(Direction First Probe)：

在可傳遞範圍中，將封包傳遞往目的地開去的車輛，傳遞距離可能較長，

但可避免發生迴圈。以圖 9 為例，則車輛 A 傳送封包時，會依方向優先規 則，在可傳遞範圍之中挑選行駛方向為北方的車輛 B 為傳送封包之目標。

3. 混和型(Hybrid Probe)：

根據此兩類方法的特性，進一步提出了混和型方式，作法為將位置優先 加入迴圈偵測機制，當偵測到已經發生迴圈時，則改成方向優先傳送封包。