面向停泊车辆的车载自组织网络(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.     

一种基于分簇优化的VNDN数据转发方法

车辆命名数据网络（VNDN）是一种架构于NDN上的车辆自组织网络（VANET）,是基于信息中心网络体系的未来车联网典型代表之一.在VNDN中,车辆的移动性会导致基于耦合路由的NDN数据交互出现通信链路断裂问题.鉴于此,提出了一种基于分簇的车辆移动预测及数据转发方法 .利用卡尔曼滤波预测机制,对具有相似移动特征的车辆进行分簇,同时引入网关节点来合理控制簇的大小并保证相邻簇之间的通信.仿真结果表明：所提方法能够有效降低数据传输时延,提高数据交付成功率.     

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.     

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.     

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。     

Efficient Conditional Privacy-Preserving and Authentication Scheme for Secure Service Provision in VANET

Vehicle Ad hoc NETworks(VANET) can enhance traffic safety and improve traffic efficiency through cooperative communication among vehicles, roadside infrastructure, and traffic management centers. To guarantee secure service provision in VANET, message authentication is important. Moreover, a vehicle user's private information can also be leaked during service provision. A protection mechanism is needed to prevent such leakage. Therefore, we propose a conditional privacy-preserving and authentication scheme for secure service provision in VANETs. The proposed scheme not only satisfies the security requirements of VANETs, but also optimizes the calculation process of signature generation and verification. We carry out a detailed comparative analysis. The result shows that the proposed scheme is more efficient than existing schemes in terms of communication overhead and computational cost. Therefore, our scheme is suitable for secure service provision in VANETs.     

基于停放车辆的互联网接入研究

在当下移动互联网无时无处不在的环境中,人们随时随地希望能够以较高的带宽连接到互联网.但当人们在行驶的车辆中时,却只能通过2G/3G连接到网络,并且这些连接能够提供的带宽非常有限,这时我们需要一个在车辆中也可提供较大带宽的网络连接.车载网络技术使智能交通通信方面得到较大的发展,通过智能交通中的车载网络节点和路边基础设施构成的自组织网络可以实现车辆与车辆之间,车辆与路边无线接入点之间的相互通信.本文研究的就是基于上述情况下一种新型的基于停放车辆的互联网接入系统.这个系统保证了移动车辆在最小的带宽存在下,短时间与互联网络进行信息的交互,它能够以某个停放车辆作为中继发散网络的接入点,充当网络的前沿基站.在信息获取到后通过其本身固定的与室内接入的连接,将信息发送到网络上,当车到达下一个可接入点时,返回之前提交休息的应答.这样的研究有助于解决未来的移动车辆的全网络覆盖与交互问题.     

无人机与车辆协助下的分布式多任务边缘计算卸载算法

为满足密集分布用户的服务质量和体验质量,建立了车辆和无人机协助下的多接入边缘计算卸载模型,车辆、无人机和路边单元作为边缘节点,将不同的计算任务按需卸载到不同类型的边缘节点进行处理.设计了基于分布式匹配-贪婪算法的终端用户任务卸载方案以最小化系统功耗,并研究了用户数量和延迟容忍对卸载方案的影响.仿真结果表明:该方案在满足...     

一种容延迟移动传感器网络中的代码分发机制

容延迟移动传感器网络DT-MSN (Delay Tolerant Mobile Sensor Networks )是一种具有容延迟,非持续连接,数据传输率非对称和出错率高等特点的新型无线传感器网络.本文提出了一种在容延迟移动传感器网络中基于传染病模型的代码分发(Code Dissemination)机制,从而实现了在容延迟性网络环境下节点在线更新,并通过仿真对这种代码分发机制性能进行了分析.     

高速公路路侧容错环境的RST-GCE法评价

 通过分析高速公路路侧环境的实际情况,考虑防止车辆驶出路外、避免侧翻或碰撞事故、降低事故严重性等因素,建立了路侧容错环境评价指标体系。运用灰色聚类评价法与粗集理论(RST-GCE)建立了高速公路路侧容错环境的综合评价模型。同时,应用所建立的评价模型评价某运营高速公路路侧容错环境,评价结果与实际情况相符。研究表明,所建立的高速公路路侧容错环境评价指标体系和模型合理,可为高等级公路路侧安全评价提供参考。     

On the Security of Information Dissemination in the Internet-of-Vehicles

Internet of Vehicles(IoV) is regarded as an emerging paradigm for connected vehicles to exchange their information with other vehicles using vehicle-to-vehicle(V2V) communications by forming a vehicular ad hoc networks(VANETs), with roadside units using vehicle-to-roadside(V2R) communications. IoV offers several benefits such as road safety, traffic efficiency, and infotainment by forwarding up-to-date traffic information about upcoming traffic. For instance, IoV is regarded as a technology that could help reduce the number of deaths caused by road accidents, and reduce fuel costs and travel time on the road. Vehicles could rapidly learn about the road condition and promptly respond and notify drivers for making informed decisions. However, malicious users in IoV may mislead the whole communications and create chaos on the road. Data falsification attack is one of the main security issues in IoV where vehicles rely on information received from other peers/vehicles. In this paper,we present data falsification attack detection using hashes for enhancing network security and performance by adapting contention window size to forward accurate information to the neighboring vehicles in a timely manner(to improve throughput while reducing end-to-end delay). We also present clustering approach to reduce travel time in case of traffic congestion. Performance of the proposed approach is evaluated using numerical results obtained from simulations. We found that the proposed adaptive approach prevents IoV from data falsification attacks and provides higher throughput with lower delay.