面向停泊车辆的VANET高效数据分发方案

针对VANET车辆节点的高移动性、间歇连通性等独特性质,提出了一种面向停泊车辆的VANET高效数据分发方案,利用路边停泊车辆缓冲并执行数据分发。同时还提出了一种便于分发数据报文至路边停泊车辆的路由方案,并将发布/订阅方案引入到最后阶段的数据分发。理论分析和仿真比较结果表明面向停泊车辆的数据分发方案的优越性,即该方案能以较低网络开销和合理延迟实现更高数据传送率。     

基于关联规则挖掘的VANET环境下车辆路径预测

通过关联分析法构建相关模式数据挖掘算法,实用性强,但对具有时空动态性的车载自组织网络VANET进行车辆路径预测仍具有局限性,根据VANET环境下车辆数据特点,提出一种基于强关联规则频繁模式的车辆路径的挖掘优化算法.序列模式以有序的方式描述了事件的发生,在VANET环境中,车辆路径序列表达为车辆从起点到目的地行程中经过的路段顺序列表.首先提出基于安全认证的车辆数据采集方案,将收集的数据存储于路边单元RSU中,然后采用频繁模式数据挖掘方法分析了收集到的车辆路径,确定了某一区域内车辆选择的常见路径和频繁路径,最后本文算法与中间节点选择算法INSA进行了比较,对车辆在异常情况下选择的路径进行了评估与预测,分析结果表明:本文算法在网络通信开销、吞吐量和数据包传送率方面优于INSA算法,具有较好的置信度,有助于用户减少紧急情况下和正常情况下的等待时间.     

基于大数据的VANET拥塞检测研究

道路交通的拥塞问题是城市中长期存在且急需解决的问题。而车联网(vehicular Ad hoc networks,VANET)的出现为智能管理交通,事故隐患预警和舒适的乘车环境提供了技术支持。为了保证道路的畅通和交通的流动性,可通过VANET网络传播有关交通状况的有用信息。论文提出了一种基于大数据工具的车辆对车辆通信方式的城市道路状况检测方法,为驾驶员提前换道提供了有力证据,从而降低车辆拥塞概率。     

基于公交车缓存机制的移动数据分流研究

为了应对爆炸式增长的车辆流量数据和用户日益增长的应用程序需求给蜂窝网络运营商(如3G/LTE)造成的巨大的流量负载和网络拥塞等问题，当前已有很多工作提出将数据通过高容量的用户设备间通信进行分流。通过蜂窝网络分发数据对象到一部分订阅用户(称为种子用户)，由种子用户通过本地机会通信的方式传送给其他订阅用户。为了最大化分流的效率，大多数的工作根据分流的对象和意义，提出了多种分流的方案，但是这些工作大都关注于种子用户的选择问题上。为了研究数据的缓存分配对分流的影响，着眼于城区VANET环境下的数据分流，根据城区多种数据异构的特性，提出利用公交车作为种子用户，通过制定数据缓存分配方案来间接完成数据分流的方案。缓存方案越好，用户命中自己想要的数据的概率就越大，分流的数据量就越多。据此，相应制定出几种贪心的缓存方案，一种启发式方案。通过大量的实验验证了启发式分配方案在分流数据量较多的情况下的优势，同时指出影响数据分流效率的几个重要参数。     

基于网络编码的车联网数据分发策略

提出一种基于网络编码的车联网数据分发算法.算法没有简单采用传统机会转发方式,而是在转发之前依据车辆的地理位置进行优先级排序,然后将数据包进行网络编码,让每个编码包携带下一跳车辆信息并通过车辆应答实现对下一跳转发车辆的选择,确保了由转发开销最低的下一跳车辆完成数据的转发.同时,给出转发车辆收到的数据包与转发次数的比值,从而确定转发计数器.仿真结果显示,提出的方案能减少不必要的传输行为,有效改善网络性能.     

一个改进的车载网安全认证方案

车载自组网(Vehicular ad-hoc network,VANET)是一种基于车辆通信的移动自组网络。网络中的身份认证是保证通信安全的一个重要方法。2019年,Chen等人提出了一种用于车辆互联网的身份认证方案,并声称该方案可以抵抗各种攻击。通过对他们方案的研究,发现其方案中存在2个缺陷,一是无法抵抗智能卡丢失攻击。二是其认证方案中使用了安全通道,而这在现实情况中难以实现。为弥补这2个安全缺陷,笔者提出了一个改进的基于智能卡的用户匿名身份认证方案,并对改进方案进行了安全分析,其能够抵抗各种已知的攻击。与已有的方案进行比较,改进方案具有效率优势。     

基于车载自组织网络的数据和能量协同路由算法

针对车载自组织网络中路边单元具有较高碳足迹和部署成本的问题, 提出一种车载自组织网络中数据与能量协同的路由算法, 通过路边单元间的能量合作及路边单元与下行车辆能量传输的方法, 实现网络生命周期最大化. 其中路边单元节点可从自然界和车辆中收集能量, 并通过能量协作将路边单元节点获得的部分能量传输给邻居路边单元节点. 通过分析数据速率、 传输功率和能量传输, 解决了能量和数据路由中最大网络生命周期的问题, 确定了能量和数据路由联合优化策略的必要条件, 并基于分布式Lagrange-Newton迭 代算法更新数据流、 能量流和功率控制, 使算法能更快地收敛到最优操作点. 实验结果表明, 在车载自组织网络中的能量合作框架可有效改善网络生命周期.     

基于车载自组织网络的数据和能量协同路由算法

针对车载自组织网络中路边单元具有较高碳足迹和部署成本的问题, 提出一种车载自组织网络中数据与能量协同的路由算法, 通过路边单元间的能量合作及路边单元与下行车辆能量传输的方法, 实现网络生命周期最大化. 其中路边单元节点可从自然界和车辆中收集能量, 并通过能量协作将路边单元节点获得的部分能量传输给邻居路边单元节点. 通过分析数据速率、 传输功率和能量传输, 解决了能量和数据路由中最大网络生命周期的问题, 确定了能量和数据路由联合优化策略的必要条件, 并基于分布式Lagrange-Newton迭 代算法更新数据流、 能量流和功率控制, 使算法能更快地收敛到最优操作点. 实验结果表明, 在车载自组织网络中的能量合作框架可有效改善网络生命周期.     

车联网中可靠快速信息分发技术研究

提出了一种可靠快速的信息分发(RRMD)协议,该协议采用面向发信者的方案,即由发信者选择下一跳转发者.考虑了车辆的分布特性、信道特征、链路可用性、信号冲突概率、传输时延和排队时延等因素对信息传输的影响,设计了一个端到端时延计算公式,并将其定义为优先级函数,用于下一跳节点的选择.理论分析和仿真结果证明了该协议的优越性.     

兴趣和编码感知机会网络多源多宿数据分发

针对当前机会网络数据分发协议面向的主要是单源多宿数据分发模型的问题,提出了一种多源多宿机会网络数据分发模型,设计了一种兴趣和编码感知(ICA,interest-and coding-aware)的机会网络数据分发协议。首先,由中继节点将满足同一兴趣的不同数据源进行流间随机线性网络编码后转发;其次,拥有相同兴趣的节点彼此交换兴趣编码数据,当节点收到足够多的满足同一兴趣的线性无关编码包时,解码得到多个感兴趣的原始数据;最后,对多源多宿机会网络数据分发进行了ONE仿真。结果表明,和基于ER的多源多宿数据分发相比,ICA能通过较小的缓存、网络带宽和网络负载获得较低的分发时延。研究结果可为机会网络中的网络数据分发机制提供一种可行、高效的解决方案。     

基于服务能力的VANET协同服务发现中间件

针对如何有效利用多个资源提供者为请求资源的车辆提供服务的问题,引入车辆服务能力的概念,面向城市车辆自组织网络(VANET)环境,提出了一种车联网协同服务发现中间件体系结构.该中间件可以根据车辆的内部资源和自身的物理属性,综合衡量其提供服务的能力.同时,设计了协同服务发现算法,将服务任务根据提供服务车辆的服务能力进行合理分配.计算可提供服务车辆的服务能力和协同服务车辆阈值,确定服务提供者列表.按照列表内各车辆的服务能力,将请求的服务任务进行分配,并将服务请求车辆与服务提供者进行服务绑定.仿真结果表明,与相同城市环境下的VITP算法相比,所提算法可降低服务绑定时间,并提高服务绑定成功率.     

基于流量的车载网络路边单元RSU部署方案

针对目前车载移动容迟网络中的路边单元(RSU)部署问题,提出一种基于车流量的车载网络路边单元RSU部署方案,该方案通过对车载网中路口的车流量的统计行为进行分析,在城市重要交通枢纽和交叉路口部署路边单元RSU来进行辅助通信,从而有效提高车载移动网络的通信效率。根据北京和上海两地实际的车载移动数据,进一步对所提方案进行分析和评估。研究结果表明:在辅助车辆与车载之间的通信时,密集部署RSU可以创造连续的通信机会,从而有效提高网络性能。     

基于地理区域分组的VANET安全研究

针对VANET的无线、移动、分散、动态和带宽限制等特点可能存在的安全问题,基于地理区域将VANET分为若干个子网,子网车辆节点间通过CA（certificate authority）认证机制进行通信,子网之间则通过建立CA推荐信任模型进行通信。通过安全性分析可知该方案能较好地满足VANET对安全性的要求。     

基于RSU协作的V-NDN数据转发方法研究

在基于命名数据网络(NDN)的车辆自组织网络(VANET)中,车辆的高移动性使得网络拓扑结构频繁变化,通信链接不稳定,最终导致数据包传输失败.针对此问题提出了一种基于路侧单元(RSU)协助的数据转发方法.该方法首先对RSUs进行区域划分,然后利用RSUs协助数据转发,有效地解决了转发过程中数据包丢失的问题.通过实验仿真与V-NDN和基于位置的数据转发路由方法进行对比,结果表明文中提出的数据转发策略有效地降低了数据传输时延,提高了数据包的成功交付率.     

协作中继和网络编码在车载网络中的应用

对于出行者来说,通过路边热点来进行文件共享和内容分发以及车辆间相互通信的车载网已经成为蜂窝网络重要的互补网络.车载网络独有的特点给这些网络的内容分发和连接性等带来了挑战.提出结合协作中继和符号级网络编码来提高车载网络的连接性和信息传输的效率和鲁棒性.通过仿真评估了所提出机制的性能,证明了该机制可以提高网络的误码率和吞吐量.     

VANET下基于辅助基站优化的网络编码性能分析

车辆自组织网络(vehicular ad hoc networks,VANET)是智能交通领域的研究热点.辅助基站的部署是提高VANET通信性能的一个关键.研究了基于辅助基站优化的网络编码传输性能问题,分析了VANET中保持网络连通性需要的辅助基站数目问题,在此基础之上,提出了一种基于粒子群优化理论的辅助基站位置优化算法,进一步通过NS2仿真对比分析了优化前后采用随机线性网络编码作为传输协议的VANET的传输性能.结果表明,辅助基站优化对基于网络编码的VANET通信性能具有较大的影响,在提高网络投递率的同时,降低了平均传输时延.     

车载自组网中的移动模型研究

车载自组网(VANET)是移动Ad Hoc网络(MANET)技术在交通领域的应用。本文实现了三种VANET车辆运动模型,使用NS2仿真平台进行了网络仿真实验,评估了典型的AODV路由协议在城市场景VANET中的适用性。     

基于模糊逻辑的VANET安全消息路由方法

现有车载自组织网络(VANET)安全消息路由方法通常给度量因素设置固定权重,导致在动态车载网络环境中性能不佳,为此本文提出一种基于模糊逻辑的VANET安全消息路由方法。首先,综合考虑当前转发车辆与邻居车辆之间的相对速度、邻居车辆与安全消息目的地的方向偏差以及邻居车辆通信范围内的车辆密度等因素,利用模糊逻辑系统对所有候选车辆进行链路稳定性评估;在去除当前时刻已离开转发车辆通信范围的"边缘"车辆后,基于最大链路稳定性和最大欧几里德距离选出唯一中继。实验结果表明,本文方法在端到端时延和链路中断概率指标上比几种对比方法表现出更优的性能。     

基于反馈方式的车辆间合作下载方法研究

车联网中基于商业数据内容服务的下载越来越受到重视,如车载办公（office-on-wheels）和车载娱乐（entertainment-on-wheels）.由于路边接入点AP（access point）在道路上分布稀疏相互间隔较远（一般间隔几公里以上）,通过V2I（vehicle-to-infrastructure）车辆到路边接入点的通信下载一直处于一种断断续续的情况.考虑到地理位置相近的车辆可以形成“车辆簇”,文中提出了一种基于反馈方法的簇内车辆合作进行文件下载的机制,分析推导了该方法下载完整个文件所需循环次数的概率分布和均值.最后仿真验证了理论推导分析的正确性,与基于随机方式的车辆合作下载对比大大缩短了单个车辆下载文件的时间.     

基于代理重加密的VANETs中安全位置服务

提供车辆位置服务是车载网络(vehicle ad hoc networks, VANETs)的重要应用。而用户(车辆行驶人)希望他的位置信息只能暴露于他授权的消息发送者,这就涉及位置隐私问题。提出基于代理重加密的安全位置服务算法(proxy re-encryption- based secure location service, PRESLS)。PRESLS算法采用中心管理模式,并由交通信息港(traffic information center, TIC)扮演中心管理者,且由TIC维持车辆轨迹数据,同时,TIC作为车辆与路边设施单元的中介,使得路边设施单元能安全地共享轨迹数据。利用代理重加密算法,使得轨迹数据不仅对未授权的实体,而且对TIC也是隐匿的,进而实现了位置数据所保密性。通过安全性能分析和基于地图位置服务(map-based location service, MBLS)的实验评估PRESLS算法的性能。分析表明,车辆能够控制仅由车辆允可的路边设施单元才能接入车辆的轨迹数据。同时,基于MBLS的实验数据表明,PRESLS算法在维持车辆轨迹数据安全的同时,并没有降低位置查询成功率。