基于复合中继的车载自组织网络数据传输算法

在车载自组织网络中,传输安全类相关的数据时,要求满足低时延和高可靠性,针对高速公路场景中危险警告消息数据的传输,提出一种基于邻居信息的多候选复合中继安全数据传输算法.车辆节点之间通过相互交换Hello Message构建2跳邻居表,在选择下一跳转发节点时利用2跳邻居节点信息得到一个复合参数,该复合参数综合考虑了车辆速度、位置和行驶方向3个因素.根据得到的复合参数值确定转发优先顺序,最高优先级车辆节点被确定为最佳中继转发节点,次优先级车辆节点作为备选中继转发节点.在最佳转发节点发送消息失败时,由备选转发节点继续完成消息转发任务,从而提高数据传输成功率.理论分析和仿真结果表明,提出的算法在实时性和可靠性方面有明显提升.     

无线网络中最小能量的协作广播算法研究

基于协作传输中的最佳功率分配,提出一种修正的积累递增广播算法(MCIA),该算法允许多个节点同时传输信息到网络中的其它节点,减小广播信息所需的总发送功率.并且给出了分布式MCIA.分布式MCIA仅需要一跳范围内节点的信息,可以自适应决定协作传输节点的数目.仿真结果表明就总的发送功率而言,MCIA优于已有的广播算法.并且,分布式MCIA能够取得近似集中式MCIA的性能.     

一种基于立体交通场景的CAB广播路由算法

针对立体交通环境下,经典车载自组网广播协议可能出现的数据误传率高、网络延时大、传输不可靠等问题.提出了一种基于路侧单元装置(RSU, Road Side Unit)的准确高效的广播算法CAB(Cubic traffic Adaptive Broadcast Routing Algorithm).该算法根据立体交通不同的应用场景,将广播分为前向、后向和全向类型.同时,通过特殊hello包交换邻居节点信息.通过统计邻居表信息来选择下一跳转播节点,以达到缩短广播时延,提高广播效率的目的.针对立体交通中数据误传率高的问题,引入了车道判别方案和一跳广播确认机制提高其传输的可靠性.使用NS-3和VanetMobiSim仿真结果表明,与现有经典的广播算法相比,该协议在立体交通场景下有更好的包到达率、更轻的网络负载和更低的传输时延.     

邻居多跳分布式分簇路由协议

提出了基于一跳邻居节点集合的能耗均衡多跳分簇路由协议NS-MCRP.网络初始化阶段,基站计算若干个簇头节点以及所有节点的一跳邻居节点集合,并广播簇头信息和所有节点的一跳邻居集合.在网络运行过程中,所有节点根据簇头节点的位置信息来划分自己的一跳邻居节点集合,并从一跳邻居节点集合中选择剩余能量最大的节点作为下一跳节点.簇头节点推举本簇内部最大剩余能量的节点作为下一轮的簇头节点.实验结果显示,与Leach协议相比较,NS-MCRP协议具有更好的能耗均衡特性,网络生命时间得到延长.     

一种车载Ad Hoc网络的分布式位置服务路由策略

针对现有基于位置的路由协议如GPSR(greedy perimeter stateless routing)协议的性能受目的节点位置移动影响过大的问题,提出一种基于分布式位置服务的路由策略?该路由策略通过在路网中引入分布式位置服务器来协助数据分组转发,分布式位置服务器除了定时维护其辖区内车辆节点的位置信息并存入本地节点位置表外,还定时与邻居位置服务器交换本地节点位置表中的信息并保存于邻居表?基于这些节点位置信息表,在路由策略中,发送节点首先将数据分组转发至本地位置服务器,继而本地服务器根据本地节点位置表或邻居表中目的节点的相关信息做下一步的路由决策,直至将数据分组转发至目的节点?结果表明,在节点高动态移动的车载Ad Hoc网络环境中,基于分布式位置服务的路由策略能够有效提高分组投递率并降低路由开销, 且更能适用于网络拓扑捷变的车载Ad Hoc网络?     

一种车载Ad Hoc网络的分布式位置服务路由策略（英文）

针对现有基于位置的路由协议如GPSR(greedy perimeter stateless routing)协议的性能受目的节点位置移动影响过大的问题,提出一种基于分布式位置服务的路由策略。该路由策略通过在路网中引入分布式位置服务器来协助数据分组转发,分布式位置服务器除了定时维护其辖区内车辆节点的位置信息并存入本地节点位置表外,还定时与邻居位置服务器交换本地节点位置表中的信息并保存于邻居表。基于这些节点位置信息表,在路由策略中,发送节点首先将数据分组转发至本地位置服务器,继而本地服务器根据本地节点位置表或邻居表中目的节点的相关信息做下一步的路由决策,直至将数据分组转发至目的节点。结果表明,在节点高动态移动的车载Ad Hoc网络环境中,基于分布式位置服务的路由策略能够有效提高分组投递率并降低路由开销,且更能适用于网络拓扑捷变的车载Ad Hoc网络。     

传感器网络基于邻居信息量化的能量平衡路由

针对地理位置路由中数据包的平均传输能耗随时间推移急剧增加的问题,设计并实现了一种基于两跳邻居信息量化的能量平衡路由协议(TNEB).节点通过Hello报文获得两跳范围内的邻居节点信息,TNEB根据两跳邻居信息确定一个贪婪转发候选节点集合.依据邻居节点的数据流拥塞度和能量平衡度,从候选节点集合中选择最佳的邻居节点完成数据包的转发.测试结果表明,在平均邻居节点数为15的网络拓扑上,TNEB算法的平均能耗比Greedy-2和GPSR算法分别降低了26.7％和48.8％,端到端延迟分别减少了19.9％和31.8％.     

无线传感器网络地理位置路由度量方法

为了解决在非理想链路上采用传统贪婪度量的地理位置路由协议引发数据包投递率下降的问题,设计并实现了一种基于链路质量的地理位置路由度量方法(SRAB).通过周期性监听邻居节点发送的数据包,依据其中的链路层序列号估算出相应的链路质量,得到数据包在该链路上传输时所花费的代价.根据节点的地理位置信息,分别计算出当前节点和邻居节点与目的节点间的欧式距离,进一步得到邻居节点将数据包向目的节点推进的程度.在采用blacklist机制将链路质量小于规定阈值的邻居节点过滤后,SRAB将单位代价下向目的节点推进程度最大的邻居节点选为下一跳节点.测试结果表明,与非理想链路上的传统贪婪度量法相比,SRAB的成功投递率提高了22%,传输能耗减少了12%.     

基于D2D技术的V2V中断模式的信息传输机制

针对车联网中节点高速移动性特点,以及信息传递低时延与可靠性高的需求,多网络融合已成为部署车联网架构的必然趋势。由于车联网的信息传递往往只需在一定范围内的车辆之间发生,将D2D技术的通信模式引入车联网中进行消息传输,在车辆的覆盖范围内联合完全自组网与混合车联网两种通信模式,提出了一种中断模式的信息传输机制,只有当车辆的行驶状态发生改变时才向其他车辆发送,其他时间只需一定时间间隔向其他车辆发送一个确认信息,以此来判断车辆是否仍处于保护圈内或链路是否通畅。仿真数据显示：该中断传输机制可以有效地提高互传信息的车辆数目,节省了信令开销从而避免网络堵塞,也提高了覆盖圈内所有节点的信道容量。     

一种基于监听邻居信息的AODV本地修复算法

AODV在路由维护阶段,引起较大的端到端延迟和路由开销,针对这一问题提出了一种基于监听邻居信息的快速修复机制—AODV-ONI.通过监听邻居节点的信息,发现断路的上游节点向其下两跳或下一跳节点发送单播路由请求,完成查找和快速修复任务.如果发现断路的上游节点不满足快速修复和本地修复条件,则由其前驱节点根据自身邻居信息发起补充路由修复.通过理论分析和仿真实验证明,改进后的修复机制能够有效地降低数据延迟、减少路由开销,同时使得分组投递率有所提高.     

车载通信网的路由策略研究与仿真

针对传统路由技术已不能适用于动态分布式网络（如车载通信网络）的现状, 提出一种基于DSR分层机制的移动代理路由策略（NCM-DSR）, 并将所提出的NCM DSR协议分别与加入移动代理的DSR协议（MA-DSR）和DSR协议进行比较. 仿真实验结果表明, NCM-DSR协议降低了端到端的传输时延, 进一步减少了路由请求次数, 包的提交率也有一定程度的提高, 更适于车载通信网的实时通信.     

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。     

基于位置信息的多车协同碰撞预警协议

在车载自组网中,无线信道的通信质量直接影响了EWM(emergence warning message)的多跳广播传输性能.为提高车辆在复杂信道环境下的EWM传输效率、降低延时,综合考虑交通环境下无线网络信号的可靠性、消息传输的实时性及道路交通状况信息,提出一种基于位置信息的多车协同碰撞预警协议(vehicle collision warning protocol,VCWP).该协议在通信范围内选取首选转发车和候选转发车,在进行退避时间的选取时,采取基于邻节点密度的信道竞争机制,以保证EWM在复杂信道环境下的低时延、可靠送达.仿真验证表明VCWP与GPSR(greedy perimeter stateless routing)、IEEE 802.11p协议的BEB(binary exponential back-off)退避策略相比具有良好的性能,提高了EWM传输成功率,降低了时延,为复杂信道通信质量环境下EWM的传输提供了可靠性保证.     

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。     

小规模无线传感器网络中GEAR协议的改进

无线传感器网络中基于地理位置的能量感知路由协议（GEAR）在发送数据分组的过程中,由于缺乏足够的网络拓扑信息以及传感器节点能量有限等问题,会遭遇路由空洞,出现短暂路由环现象.针对特定场景下的小规模网络中GEAR路由协议进行优化,提出一种改进的路由机制（SGEAR）.机制基于节点的剩余能量进行选择,对代价函数进行调整,使被选择过的节点、空洞节点、节点能量值低于阈值这3种情况的节点不会再被选择作为下一跳节点.改进算法避免了节点修改自身代价值后,广播消息的不及时造成的短暂路由环现象,提高了时效性,达到更好的性能.仿真结果表明：改进的路由算法能够减少路由空洞个数,进一步降低网络能量消耗,延长网络的生命周期.     

基于反向路由的Zigbee网络本地修复机制改进

针对当前ZigBee网络链路故障修复机制时延长和数据分组丢失的缺陷,提出了一种改进的Zigbee网络本地修复算法(ILRA-AODVjr)。通过空闲路由节点反向路由机制,向邻居节点广播一个具有两跳生命周期反向路由构建报文S-RREQ,为空闲节点产生多个备用局部路由,增加网络中节点有效路由数量,提高网络发现路由速度,缩短网络局部故障修复时间。仿真结果表明,改进的Zigbee网络本地修复算法,有效减少了网络故障修复响应时间,延长网络生命周期,减轻了网络拥塞和延迟。     

车载通信网中拓扑发现策略的研究与仿真

基于车载通信网的运动规律, 提出一种车载通信网中基于分群机制的常驻代理网络拓扑发现策略（VCBRP）, 并给出了相应的分群算法. 计算机仿真实验表明, VCBRP算法具有更强的负载均衡特性, 在高速环境下具有更低的时延和路由请求次数, 包的提交率也有一定程度的提高.     

基于方向矢量角簇群和桥节点的车间通信协议

在车载自组织网(vehicular ad hoc networks,VANET)中,高动态的拓扑结构和频繁断裂的链路给车间通信提出挑战。为此,针对VANET城市场景,提出基于方向矢量角簇群和桥节点的路由(vector-angle-cluster and bridge nodes-based routing,VAC-BNR)协议。VAC-BNR协议将城市道路划分为十字路口区域和十字路口间的直线路段区域。在十字路口区域内,选择合适的车辆作为桥节点;并由桥节点连通断裂的链路。而在直线路段区域,利用矢量角将车辆划分不同的簇群,然后计算每个簇群内节点的效用值;并选择效用值最高的车辆传输数据。仿真结果表明,提出的VAC-BNR协议能够有效地降低端到端传输时延、提高数据包传递率。与AMD相比,VAC-BNR协议的平均端到端传输时延下降了约30%,当车流密度大于80辆/km~2时,数据包传递率提高了约50%。     

城市环境下的一种车辆自组织网络机会路由协议

车辆自组织网络(vehicular ad-hoc networks,VANET)的拓扑结构具有高动态性,设计适应其高速变化的路由协议具有很大挑战性。提出采用机会转发方式的地理位置路由协议,将每次转发的单一目标节点改进为一个集合,以降低高速变化的拓扑导致的节点接收数据失败的概率。提出了一种新颖的转发集构成方案,改进了传统的由数据包携带转发集的做法,将转发集合的计算和确定分布到每个接收节点,在很大程度上减少了路由控制信息开销。提出了一种动态的转发节点选择机制,并引入了对实时交通状况的考虑,在一定程度上依据实时交通密度选择转发路径,能有效应对车辆自组织网络连接不稳定性。仿真结果表明,所提出的路由协议在包投递成功率、端到端传输时延和归一化路由开销等方面都取得了较好的路由性能。