VANET中一种分布式路由协议MCCR

研究了VANET(Vehicular Ad-hoc Networks)中多信道环境下基于合作机制的路由选择问题.提出将发送时延和链路冲突数作为路由判据的主要参数的思路,设计了一种新的路由判据MCCM(Multi-Channel Contention-aware Cooperative Metirc),该判据综合考虑了路径内干扰和路径间干扰并反映出多信道环境对路由的影响.将MCCM路由判据应用到路由选择中,据此设计的路由算法能更好地适应VANET中的虚拟节点和虚拟链路,进而设计了一种全新的分布式路由选择协议MCCR(Multi-Channel Contention-awareCooperative Routing).模拟实验结果表明,在节点稠密、网络负载大时,MCCR路由算法能有效提高网络性能.     

车载自组织网络中AODV协议研究进展

车载自组织网络(VANET)中频繁变化的拓扑结构以及严格的实时性和可靠性要求给路由协议的设计提出了新的要求。为得出更适用于VANET的路由协议,分类阐述了主动路由协议和按需路由协议两类路由协议,并且从多方面比较目的节点序列距离矢量路由(DSDV)协议和源驱动路由(AODV)协议的性能。结果表明,AODV协议更适用于VANET环境。针对AODV协议存在的路由不稳定、传输延迟高和广播风暴问题(BSP),分类综述了常见的改进措施:对于路由不稳定问题,从借助车辆网络信息的路由选择和借助RSU的路由发现两个方面来改进;对于延迟问题,从单独改进路由搜寻过程和与其他协议相结合改进路由搜寻过程两个方面改进;对于BSP,通过控制RREQ转发和将车辆分簇来改进。最后,从路由稳定性、传输延迟和BSP三方面展望未来的研究方向。     

一种基于最小路径的多播路由优化算法

信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)底层是传感器、控制器和执行器等异构节点构成的无线自组网络,不同节点之间需要通过通信网络传送给感兴趣目标节点,传统的无线自组织网络一般采用单播或广播技术,但是这些往往实时性不高,通信开销大,不利于在CPS中受限节点间通信.该文针对信息物理融合系统中无线多播路由问题构建网络模型,演化为最小路径问题,数学模型为约束Steiner最小树问题,并针对该NP难问题通过启发式算法求解,再通过贪婪思想构建一种最小路径多播路由算法.最后通过与uCast以及SenCast等经典的多播路由算法仿真比较,得出其算法在实时性以及能耗等方面性能优异.     

一种改进的VANET地理位置路由协议

车载自组织网络(Vehicular ad hoc networks)技术发展迅速,但由于其特殊的节点类型和信道特性,采用传统Ad Hoc网络路由协议无法取得满意的性能。实现高速可靠的数据传输速率,需要研究新的路由算法。基于贪婪算法的地理位置辅助路由是目前VANET路由的主流思路。本文主要研究基于地理位置的路由协议,对GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)协议进行改进,引入了向量的概念,改进GPSR路由协议的贪婪转发模式,即在选择下一跳节点时不仅要考虑到目的节点的距离而且还要考虑城市环境中的十字路口节点,并增加了预测模式来预测在十字路口车辆的移动来提高路由协议的效率。     

基于运动状态感知的容迟网络路由算法

根据车载自组织网络的特点,提出了一种对喷射等待路由进行优化设计得到的容迟网络路由算法:运动感知的喷射搜索（motion-aware spray and seek,MASS）路由,对其优化和改进的原理以及算法的实现步骤进行了阐释.对MASS以及多种经典DTN路由算法在ONE平台上进行模拟仿真,通过参数绘图对比分析多种路由算法的性能及其差异,得到VANET环境下各个路由算法的性能对比结果,进而证明了本文所提出的MASS算法在DTN网络环境中的有效性以及可靠性.      

高效的匿名VANET内部不端节点隔离协议

发送伪造路况消息的内部不端节点攻击是车载自组织网络(VANET)中的重要安全问题,而VANET中节点的隐私保护需求给解决这一问题带来难度。该文提出了一种在匿名VANET中隔离内部不端节点的协议,能够有效减小伪造路况消息给网络带来的威胁,在保护网络节点隐私的同时保证网络安全性。理论分析和仿真实验表明:该协议可以较低的代价,在匿名VANET中快速、准确地隔离内部不端节点,在这些节点被永久回收前为网络提供安全保障,并为权威机构最终回收这些节点收集证据。     

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.     

移动自组织网中MP-QAODV协议的研究与性能评估

为了在移动自组织网络中提高数据包路由的可靠性以及效率,研究了在移动自组织网中一种基于QoS(quality of service)的改进路由协议。该协议基于一种路径长度限制的路径稳定的路由算法,该算法用一种确定性的最优权值约束算法,通过一般化方法,把确定性算法转换成多项式复杂程度的非确定性算法;最后引入QoS的判定因子实例化算法而形成,结合对MP-QAODV(multi path-quality of ad hoc on-demand distance vector routing)路由协议数据包、路由机制的分析与设计,利用NS2设定移动自组织网仿真环境参数,仿真结果表明,该算法是一种能满足QoS需求的路由策略。通过与同类路由协议的比较,该路由协议具有提高现有网络性能的特点,为实时大流量业务提供了有效的通信服务保障。     

能量感知多路径负载均衡路由算法

针对移动自组织网络的网络拥塞问题,基于能量感知技术并结合负载均衡和拥塞控制方法,提出了一种能量感知多路径负载均衡路由算法。该算法利用能量感知选择满足条件的节点作为路由节点,建立多条连接源节点和目的节点的有效路径;同时分析路径的跳数、节点缓冲区的占用情况,从有效路径中选出用于传输的最优路径;然后对最优路径上的节点和路径的负载情况进行建模分析,当节点能量、节点负载、路径负载到达设定的阀值,就将最优路径上的流量分流到其它路径。利用NS2仿真软件,在不同的场景下对该算法以及QMRB、SMORT进行仿真测试。仿真结果显示:提出的算法与其它路由算法相比将网络性能提升了近20%,起到了均衡负载的作用,能有效地解决网络拥塞问题。     

移动Ad Hoc网络拓扑控制研究

概述了Ad Hoc网络拓扑控制的研究现状和一些典型的拓扑控制方法，并提出了一种适用于移动Ad Hoc网络的分布式拓扑控制算法，它通过寻找网络的不同划分(panitions)之间最近的结点对，以最小的能量维护连接的拓扑．该算法与某种路由协议(如优化的链路状态协议)相结合，从而该拓扑控制机制几乎没有额外的控制开销．通过对网络拓扑的控制，可显著增加多步(multihop)移动无线网络的性能和网络寿命。     

基于深度强化学习的无人机自组网路由算法

针对无人机自组网节点密度大、拓扑变换频繁,导致移动自组网复杂的问题,提出了一种基于深度强化学习(deep-reinforcement learning, DRL)的分布式无人机自组网路由算法。利用DRL感知学习无人机特征,使节点不断与环境交互、探索学习最优行动(路由)策略;通过存储经验知识,维护端到端路由,赋予无人机网络智能化重构和快速修复的能力,从而提高路径的稳定性,降低路由建立和维护开销,增强网络的鲁棒性能。仿真结果表明,提出的算法具有较好的收敛性能;在路由修复时间、端到端时延,以及网络适应性、扩展性方面都优于传统的路由算法。     

一种基于链路质量的蚁群优化VANET路由算法

针对城市环境下车载自组织网络(vehicular ad hoc network, VANET)中车辆信息传输性能不稳定的问题,提出了一种基于链路质量的蚁群路由算法实现信息可靠稳定的传输。通过道路中的车辆密度,通信半径,数据包大小分析当前道路的连通概率、传输时延以及分组投递率,并建立数学模型,评价当前传输道路的链路质量;引入局部链路质量(local link quality, LQ)和全局链路质量(global link quality, GQ)改进蚁群算法的路段选择公式,得到最优的信息传输路径。仿真结果表明,该算法在收敛速度、数据包传输时延和分组投递率方面优于其他算法。该算法的提出能够实现城市场景下车辆信息可靠、稳定、高效地传输。     

Improved AODV Routing Protocol Based on Link Stability and Channel Switching

Ad hoc on-demand distance vector （AODV） routing is one of the typical reactive routing protocols of vehicular ad hoc networks （V ANET ）. Considering link stability and channel switching can greatly improve the QoS of protocols, in this paper, we propose a novel routing protocol： optimized cross-layer AODV （CL _ AODV） designed for V ANET. It utilizes the frame transmission efficiency （FIE）, path bandwidth in media access control （MAC） layer and signal-to-noise ratio （SNIR） in physical （PHY） layer to improve the link stability. In other words, it can increase packet delivery ratio effectively. In addition, end-to-end delay will be decreased based on the channel switching. According to the simulation, it is shown that the packet delivery ratio of CL_AODV is almost up to 99% and the highest compared to AODV and muti-constrained QoS AODV （MQ _ AODV）. The delay of CL_ AODV is almost half of MQ_AODV＇s and 1/3 of AODV＇s. Meanwhile, CL_AODV has the highest routing overhead or energy consuming. Because of the feature of V ANET, the disadvantage can be ignored.     

面向大规模蜂群自组网跨层路由协议设计与仿真

针对大规模蜂群自组网中，大量路由开销导致广播风暴而严重影响通信质量的问题，设计了一种跨层路由协议。该协议对路由层和接入层进行一体化设计，利用统一连通支配集算法在接入层构建虚拟骨干网络，利用骨干网信息在网络层进行拓扑发现，引入基于模糊视觉的触发式洪泛机制，能减少节点控制信息的转发次数、缩小洪泛范围。采用基于传输时间和接收信号信噪比（signal noise ratio,SNR）的度量判据方式计算路径，实现动态网络拓扑的路由快速收敛，增强网络感知的灵敏度。仿真结果表明，与现有路由协议相比，跨层路由协议能够大幅降低网络开销，在端到端时延、吞吐量和路由建立时间方面，其性能也有显著提升。     

Ad Hoc网络中的QoS-Aware多目标优化路由协议

对Ad hoc网络中的QoS保证进行研究,针对现有的QoS路由协议没有考虑节点负荷、节点碰撞等本地信息,提出了一个在Ad hoc网络中提供QoS的路由协议——QoS-Aware多目标优化路由协议(QMOR).该协议把QoS请求———带宽作为接入控制的参数,路由发现和路由维护算法是DSR协议的扩展,在目的节点利用多目标优化算法进行选路,算法的优化参数包括路径时延、缓冲区中已存包的长度和重传数目.通过仿真,结果显示了QMOR协议无论在静态网络和动态网络,都有比DSR协议更好的性能.     

基于位置信息的稳定分簇路由协议

车载自组织网络具有节点快速移动、网络拓扑频繁变化、链路不稳定等特点,若直接使用移动自组网的路由协议,将会引起传输延时增大及丢包率上升等一系列问题.为此,文中提出一种基于位置信息的稳定分簇路由协议,该协议以节点的运动特性作为分簇依据,利用节点的地理位置信息和电子地图信息进行路由决策.仿真结果表明该协议能有效地改善簇结构的稳定性,提高数据传输的实时性,降低网络的丢包率.