V2V/V2I网络拥塞判断、构造及SUMO+Veins+OMNET++仿真测量问询

一、V2V/V2I网络拥塞判断与拥塞场景构造 #

1. 拥塞判定标准 #

• 信道层指标：信道繁忙率（CBR） 超过60%为核心判定依据，同时结合端到端时延>100ms、报文丢包率>10%、实际吞吐量远低于802.11p标称的10Mbps带宽，多指标联合确认即可判定网络存在拥塞。
• 节点层指标：单节点发送队列持续积压、MAC层退避次数短时间内陡增、连续3次以上报文发送失败，可作为节点侧拥塞的辅助判定依据。

2. 拥塞场景构造方法 #

• 节点密度控制：在通信覆盖范围内集中部署50台以上车载节点/路侧单元，将节点常规报文发送频率从默认1Hz提升到10Hz以上，快速抢占信道资源。
• 报文载荷调整：将BSM等常规报文载荷从默认几百Byte提升到1500Byte左右，同时新增高频WSM、WSA业务报文传输，进一步提升信道负载。
• 移动场景配置：构造路口、交通拥堵路段等场景，限制车辆移动速度低于5km/h，让大量节点长期处于同一通信范围内，避免节点移动分散降低信道负载。

二、SUMO 0.30.0 + Veins 5.0 + OMNET++ 4.7 仿真实现方案 #

1. 仿真环境主动构造拥塞操作 #

• 修改SUMO配置：在路网的*.rou.xml文件中调整车流参数，将<flow>标签的vehsPerHour属性设置为1000以上，同时在*.sumocfg中配置路口信号灯红灯时长≥60s，制造车辆长时间聚集的场景。
• 修改Veins参数：在omnetpp.ini中调整*.node[*].appl.beaconInterval参数，将BSM发送间隔从1s降到0.1s，同时调整beaconLengthBits参数到12000bit以上，开启多应用并行发送WSM、WSA报文，快速拉高信道负载。

2. 报文数量统计实现 #

Veins框架已内置各层报文的收发钩子，直接修改源码添加计数逻辑即可：

1. 在WaveApplLayer.cc、Mac1609_4.cc中定义全局统计信号，区分WSM、WSA、BSM、ACK四类报文的发送/接收计数信号
2. 在handleLowerMsg()、handleUpperMsg()方法中根据报文的messageKind、psid字段判断报文类型，每触发一次收发事件就通过emit()方法上报对应计数
3. 在omnetpp.ini中开启标量统计配置：*.node[*].**scalar-recording = true，仿真结束后可直接从.sca结果文件中导出各类报文的总数量

示例代码片段：

// 注册BSM计数统计信号
simsignal_t bsmTxCountSignal = registerSignal("bsmTxCount");
simsignal_t bsmRxCountSignal = registerSignal("bsmRxCount");

// BSM报文发送时计数
if (msg->getKind() == BSM_MSG_TYPE) {
    emit(bsmTxCountSignal, 1);
    sendDown(msg);
}

// BSM报文接收时计数
if (msg->getKind() == BSM_MSG_TYPE) {
    emit(bsmRxCountSignal, 1);
    handleBSM(msg);
}

3. 带宽测量实现 #

• 实时带宽占用：在Mac1609_4.cc的onMessageSent()方法中累加单位时间内所有发送报文的总比特数，按1s为周期计算即可得到当前信道的实时带宽占用值。
• 间接计算：直接调用Veins内置的channelBusyRatio统计信号，结合802.11p的10Mbps标称带宽，通过公式实际使用带宽 = 10Mbps * 信道繁忙率计算得到带宽数据。

4. 仿真拥塞状态验证 #

仿真运行过程中直接读取channelBusyRatio的实时值，当该值>60%且同时满足报文丢包率>10%时，即可判定当前仿真网络已进入拥塞状态。 #

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ELMasry