VANETs中基于链路的可持续时间路由方案

车载网VANETs中的车间通信V2V(vehicle to vehicle)有利于车辆信息的共享、提高交通安全;然而,在VANETs中,车辆快速移动、车辆分布不均匀以及拓扑结构动态变化等特性,导致车辆间通信链路断裂频繁、路由稳定性差、车间通信V2V数据传输效率低。为此,以车辆间通信链路的可持续时间为选择路由指标,择优选取可持续时间长的链路组建路由。从而提高路由的稳定性。利用车辆的实时移动信息,包括移动速度、移动方向以及位置估计链路的可持续时间;同时,车辆周期地广播路由表,邻居节点利用收到其他节点的路由表更新自己的路由表,通过这种方式使车辆共享实时的链路信息。仿真结果表明,提出的路由方案有效地提高数据传输速率、降低了端到端传输时延,并提升了吞吐量。     

VANETs中的基于最小传输选择的局部机会路由

机会路由充分利用无线网络的广播特性,极大地提高单播吞吐量。然而,现有的机会路由依赖拓扑的全局信息,而且收集全局信息增加了系统开销,这将限制了机会路由在大型无线网络的应用。为此,提出基于最小传输选择MTS-B(minimum transmission selection)算法的局部机会路由LOR(localized opportunistic routing)协议,记为MTS-BLOR。提出的MTS-BLOR采用分布式最小传输选择算法MTS-B,并利用局部信息将网络拓扑划分小的邻近节点集CNS(close-node-set),拓宽了机会路由在大型的无线网络中的应用。由于无需使用全局动态信息,MTS-BLOR降低了系统开销,减少了系统复杂度。同时,分析了转发清单的全局优化与因开销受限的可扩展性之间的权衡。实验仿真表明,与ExOR(extremely opportunistic routing)、MORE(MAC-independent opportunistic routing protocol)相比,MTS-BLOR在时间复杂度、端到端传输时延和吞吐量方面得到明显的提升。     

Ad Hoc网络中基于链路故障的路由修复机制

针对已有的Ad Hoc网络中路由修复算法未考虑节点状态的不确定性、以单一节点作为路由查找目的地、恢复效率低等局限性,提出了一种基于链路故障的路由修复机制.该机制不是简单地认为移动节点自始至终都处于工作状态,而是每个修复节点将下游节点的状态变化所导致的路由失效作为选择路由修复策略的依据.根据状态变化分析了链路断开的原因,包括节点间相对移动、节点故障和节点关闭,从而选择不同的节点作为RREQ消息的目的节点.修复节点采用多目的地址的RREQ消息进行广播.通过数学分析和仿真表明,在不同的节点故障情况下,所提机制的平均路由建立时间可降低13%左右,平均控制开销可减小18%,这显示出机制具有更好的适应实际网络的能力.     

基于 VANETs 下的决策树多副本机会路由协议

在车载自组织网络（vehicular Ad hoc networks,VANETs）中,当节点缓存和消息副本数目被限制的情况下,如何合理地选择车载网络的路由节点是实现VANETs高效转发和投递的关键问题。为此提出了一种基于学习方法的决策树理论的多副本VANETs机会路由协议（D-Tree）。D-Tree将VANETs中节点间的传输和连接因素看做多个属性的集合,并与决策树方法得到一个消息转发规则,同时结合多副本路由与机会路由的“存储─携带─转发”优势进行消息投递。真实数据集上的实验结果表明,在场景密集的情况下,D-Tree相比于Bubble和S＆W路由算法投递成功率提高了近10％,同时在投递延迟等方面也具有明显优势。     

移动预测的无人机自组网路由协议

在无人机自组网中,针对贪婪地理路由协议采用周期性信标交换导致邻居表不能准确反映邻居节点位置的问题,提出了一种基于移动预测和链路保持时间的路由协议MP-GPSR。该协议综合考虑节点的移动位置和链路保持时间来选择下一跳,减缓了节点高速移动带来的不利影响,同时使用两跳邻居节点的位置选择下一跳来避绕路由空洞,降低了传统边界转发的路径冗余。仿真结果表明:该协议不但提高了数据分组交付率,而且降低了平均端到端时延和控制开销。     

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.     

一种稳定的基于位置信息的分簇路由协议

由于车载自组织网络具有节点高速移动,网络拓扑频繁变化,链路不稳定等特点,直接使用移动自组网的路由协议,将会产生传输延时增大,丢包率上升等一系列的问题,为此本文提出一种稳定的、基于位置信息的分簇路由协议（Stable Clustering and Position-base Routing）,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。     

几种主要的动态路由协议的分析与比较

在计算机网络中，路由协议的选择至关重要，它直接影响到一个网络的性能，而路由协议的选择又相当复杂。本文主要介绍几种常用动态路由协议的工作原理，并对各种协议的特点进行了分析、比较，对选择何种路由协议进行了阐述。     

基于节点梯度的车辆网络(VANET)路由算法

由于节点的高速移动以及拓扑结构的动态性,传统路由协议不能有效地适用于车载自组织网络。为此,利用梯度理论,提出了一种基于节点梯度的路由协议(node gradient routing,NGR)。该协议充分利用节点的特性,计算节点的梯度值,并将梯度值最大的节点作为下一跳的转发节点。在计算梯度值时,考虑到转发节点与目标节点的距离、节点的移动方向、节点的负荷以及节点的周围密度等因素。仿真数据表明提出的NGR具有良好的路由性能,与典型地理路由协议GPSR和Ad Hoc路由协议AODV相比,所提出来的算法的数据包丢包率、端到端传输时延、数据吞吐量方面性能有较大的改善。     

VANETs安全消息广播的性能模型分析

在车载网(vehicular ad hoc networks,VANETs)中将源节点通信范围内的所有节点看作目的节点,在介质访问层耗时很小,因此,常采用广播通信技术分发VANETs的安全消息。然而,广播通信缺乏请求发送RTS/清除发送CTS(request-tosend/clear-to-send)握手连接环节以及数据包确认机制,通信易受干扰,促使通信可靠性下降。为此,提出VANETs中安全消息分发性能评估模型。该模型假定VANETs具有两类级别消息。此外,考虑IEEE 802.11广播协议并使用二维马尔可夫模型(2-D Markov modeling),推导了低级周期性消息LPPMs(low-priority periodic messages)在传输模式和退避阶段的数目的联合概率分布,并利用该联合概率分布推导出高级事件驱动型消息LPEMs(high-priority event-driven messages)的平均传输时延,其有利于网络参数间折衷,如车辆传输范围、安全消息产生率以及介质访问控制MAC(medium access control)参数,通过合适地选择参数,使其满足LPEMs对延时的高要求。     

面向车载网的基于位图的多跳广播协议

车载网(vehicular ad hoc networks,VANETs)中多数安全应用常采用多跳广播协议传输安全消息,然而,现有的多跳广播协议存在时延和碰撞问题。为此,首先强调并分析了现有协议所忽略的碰撞和时延问题,然后提出了基于位图的多跳广播协议(bitmap-based multi-hop broadcast,BMB)协议以解决这两个问题。为了降低时延,BMB协议允许候选转发节点以反比于它的转发优先权设置等待时间,而转发优先权依据空闲空间分布(empty space distribution,ESD)位图设置。ESD位图反映着车辆间的空间分布。其次,BMB协议推导了两个相邻候选转发节点间等待时间的最小间隔,基于此间隔,BMB协议调整各候选转发节点的等待时间,保证两个节点间的等待时间差大于此间隔。仿真结果表明,与STF相比,提出的BMB协议具有低的转发时延和碰撞概率。     

多种路由算法在车载Ad Hoc网络中的性能研究

车载自组织网络作为一种特殊的移动自组织网络,其路由算法的研究面临诸多挑战.现有的路由协议大多利用网络仿真软件进行仿真,而典型的仿真软件并不支持真实城市环境下的节点移动模型.利用MOVE构建真实城市模拟环境,导出网络仿真工具NS2支持的脚本,扩充网络仿真软件的节点移动模型.基于几种真实城市模拟环境,实现GPSR协议并利用NS2模拟仿真典型路由协议AODV,DSDV,GPSR.重点比较了不同包大小、车辆密度情况下,不同协议的包送达率、平均端到端延时、第一次收包时间等性能.结果表明,车辆密度对性能影响不大,GPSR协议更适合真实城市模拟环境.     

Ad Hoc网络多播路由协议分析

归纳了自组网环境对多播路由协议提出的新要求,重点分析了几个有代表性的多播路由协议的思想及优缺点,最后对不同结构的多播路由协议进行了比较.     

Ad Hoc网络路由协议的研究与仿真分析

无线Ad Hoc网络的路由算法是Ad Hoc网络的核心技术之一．Ad Hoc网络具有动态拓扑的特点,主要表现为网络节点数目和节点运动导致网络拓扑结构变化．为研究Ad Hoc网络规模和拓扑变化对分组投递率、时延、路由控制开销等性能的影响,采用Opnet软件进行仿真．结果表明Ad Hoc网络拓扑和规模变化时,从时延、收包率、路由控制等方面综合考虑,选择动态源路由协议算法较为理想．     

Mobile Ad Hoc网络覆盖组播路由协议

移动自组网（Mobile Ad Hoc Networks）是一种特殊的、应用前景广阔的新型移动无线网络。在Ad Hoc网络体系中，路由技术至关重要。覆盖组播（Overlay multicast）路由协议是解决组播路由协议的一种有效的方案，是在物理链路上构建一个虚拟或者是逻辑的网络，其中的每个虚拟连接都是下层的物理链路的单播通道。主要是从如何构建一个覆盖组播的角度系统地描述了当前典型的覆盖组播路由算法，并比较和分析了这些算法的特点和适应情况。最后结合该领域当前研究现状，指出覆盖组播路由算法未来的研究重点。     

Mobile Ad Hoc网络覆盖组播路由协议

移动自组网(Mobile Ad Hoc Networks)是一种特殊的、应用前景广阔的新型移动无线网络.在Ad Hoc网络体系中,路由技术至关重要.覆盖组播(Overlay multicast)路由协议是解决组播路由协议的一种有效的方案,是在物理链路上构建一个虚拟或者是逻辑的网络,其中的每个虚拟连接都是下层的物理链路的单播通道.主要是从如何构建一个覆盖组播的角度系统地描述了当前典型的覆盖组播路由算法,并比较和分析了这些算法的特点和适应情况.最后结合该领域当前研究现状,指出覆盖组播路由算法未来的研究重点.     

基于演化博弈的MANET路由算法

提出用演化博弈理论建模移动自组网非协作路由问题,在证明了博弈的Nash均衡和无环的有效路径之间一一对应之后,给出了基于演化博弈的路由算法．该算法采用模仿者动态机制调整策略使博弈逐步收敛于Nash均衡点．仿真结果显示在能保证节点密度的情况下,新的路由算法的报文发送率接近于节点间无条件合作假设下的路由算法性能．