车载传感网中基于群特性的MaxProp路由协议改进

车载传感网中信息传输面临的主要难题是网络间歇性连通和拓扑高度动态变化,以往常常采用机会转发的思想设计路由协议来解决此难题。但现有的机会路由协议忽略了网络中部分车辆节点具有群组移动的特点,从而导致协议在群组移动场景下的性能急剧下降。为此,通过对最大相遇概率路由进行改进,提出了一种基于群特性的MaxProp路由协议。该协议利用群组内成员节点之间极好的连通性,通过群内消息扩散,间接提高群内节点与群外节点之间的相遇概率,从而增加了消息转发机会。并在ONE仿真平台上,与其他几种经典的机会路由协议相对比,改进后的MaxProp路由协议在消息传输成功率、网络开销比方面具有明显提升。     

一种应用于城市环境中的车载自组网广播算法

针对城市环境中车载自组网信息发送面临的问题,本文提出一种可靠的车载自组网广播算法。首先,结合节点间的位置信息与移动方向将节点分类,基于距离机制选择中继节点,实现多跳广播;在十字路口处,为解决消息在各个路口进行广播,结合道路拓扑,将节点分为前向节点与后向节点两类;最后,针对车辆密度稀疏状况而出现通信空洞的问题,采用携带转发策略解决,节点主动探测空洞的发生,并验证消息发送方向上有节点进入通信范围,再次进行消息广播。仿真实验表明,算法在数据包延时、数据包成功发送率以及发送单一数据包平均负荷等方面具有较好的性能。     

一个高效的移动自组网广播协议

广播操作是无线移动自组网络中常用的操作,通常采用洪泛业实现。无控制的洪泛会带来大量重复消息,大大降低网络的吞吐率,称为广播风暴问题。鉴此,本文提出了一个高效的广播协议。通过在广播时有选择地转发消息,该协议能大大减少洪泛中的广播开销。模拟试验证明,本文提出的协议性能优于洪泛,可伸缩性强,实现简单,能有效地
地用于移动自组网中。     

车联网中基于距离的多转发者广播协议

为实现安全信息在车载自组织网络中快速、有效的传播,提出一种基于距离的多转发者广播协议.将上一跳转发节点信号边缘处的节点作为最优转发节点,以增加单次转发覆盖新节点的数量.选择信号覆盖范围中点处节点和次接近信号覆盖范围边缘处节点作为备选转发节点,以降低因隐蔽站或车辆脱离信号覆盖范围导致转发失败的概率,并通过反向车辆存储转发广播分组恢复路由.仿真结果表明,该协议能够适应多种车辆密度的车载自组织网络,满足不同交通流密度情况下紧急信息的分发要求,降低车辆间通信的平均端到端延时和转发率,提高转发效率,并且负载上升缓慢,能有效抑制广播风暴.     

稀疏场景下基于网络编码和RSU数据传输的研究

车载自组织网中数据传输的场景主要包括车辆密集的城市道路场景和车辆稀疏的偏远地区,目前大多数研究针对的是车辆密集场景下数据传输。在车辆稀疏的车载自组织网中,车辆节点间相遇的概率受限,因此数据传输面临信道负载大、传输延时高、带宽利用率低等挑战。为了提高数据包在稀疏场景下传输性能,提出了基于代间渐进编码技术和RSU的传输策略RORLNC,通过各个编码代之间的渐进编码操作,可有效防止因丢包引起编码数据包无法被解码。另外借助RSU寻找最佳转发车辆节点,可有效避免编码数据包长期无法被转发。用NS-2和MOVE软件进行仿真实验。实验结果证明RORLNC比现有的DDR算法具有较高的吞吐率和较低的平均转发延迟。     

车载自组织网络中基于时分复用的异步多信道MAC协议

为解决车载自组织网络负载较重时控制信道拥塞和信道利用率低的问题,提出一种时分复用机制的异步车载自组织网多信道MAC(Media Access Control)协议-ATMP (Asynchronous TDMA-based multi-channel MAC Protocol).ATMP协议采用时分复用的异步接入机制实现节点分时段接入控制信道,减少并发接入控制信道的节点数目,降低碰撞概率;进一步,为了解决多信道协调信息丢失问题,ATMP协议使用节点协作机制来获取节点遗漏的信道协调信息,有效降低因协调信息缺失造成的数据信道服务信息碰撞概率.仿真结果表明,ATMP协议在碰撞概率、安全消息时延及控制信道吞吐量指标上优于IEEE 1609.4标准、AMCP协议和AMCMAC协议.     

VANET中一种基于概率转发的AODV路由协议

泛洪被作为实现广播通信的最简单的技术,广泛应用于车联网VANET(vehicular Ad Hoc network)路由.然而,由于VANET中节点的快速移动以及网络拓扑动态变化,简单的泛洪容易导致大量的冗余数据包,并引发广播风暴.为此,以典型的按需式距离矢量路由协议AODV (Ad Hoc on-demand distance vector)为基础,提出基于概率转发的AODV路由协议,记为AODV_P.AODV_P协议利用概率转发机制替代AODV中的泛洪.节点利用距离、密度信息计算转发概率,并依据转发概率设置计时器.计时器时间越短,成为下一跳转发节点的可能性越大.仿真结果表明,提出的AODV_P能够有效降低冗余数据包,缓解广播风暴问题.与AODV协议相比,AODV_P在传输时延、数据包传输率方面得到了有效提高.     

基于局部邻居节点和链路权值的改进AODV路由协议

在节点高速移动的Ad Hoc网络环境中,广播风暴对网络性能的影响尤为重要,且网络拓扑结构的频繁变化极易导致路由中断.传统的AODV路由协议在路由发现阶段直接使用广播转发RREQ（路由请求分组）机制,容易导致广播风暴降低网络性能;同时,协议选择跳数最少的路径作为路由,没有考虑到节点的快速移动导致路由频繁失效,因此无法适应节点高速移动的网络环境.针对上面存在的问题,提出一种对AODV进行改进的协议.该协议在路由发起过程中,基于局部邻居节点数量计算动态转发概率;选择路由时,利用跨层思想,结合网络节点移动速度提出链路权值,依据链路权值选择路由路径.NS2仿真结果表明：该改进协议提高了数据包的投递率,缩短了端到端的传输时延,能够更好地适应节点高速移动的网络环境.     

VANET中利用分布式TDMA空闲时隙的协作中继方法

车载自组网中的分布式时分多址(TDMA)协议的主要缺陷是未能充分利用无线信道资源,如节点空闲时隙问题。针对车载自组网无中心节点且网络拓扑结构快速变化的特点,提出一种协作中继分布式TDMA方法(CR-DTDMA),以便利用节点空闲时隙协作中继转发数据。CR-DTDMA实现一种网络握手协议来确定协作中继节点,不依赖相关数据传输确认机制,而且网络握手协议的控制信息都采用消息搭载机制传递,不需要发送专门的控制包。分析与模拟表明,CR-DTDMA提高了数据中继转发概率,降低了中继转发时延和丢包率。     

基于密度和距离的多跳广播转发节点选择方案

多数车联网VANET(Vehicular Ad Hoc Network)的安全应用均采用多跳广播方式分发安全消息。现已提出了许多的多跳广播转发节点选择方案,但它们以减少转发节点数为目的。为此,提出基于密度和距离的多跳广播转发节点选择方案DDBFS(Density-Distance based multi-hop Broadcast Forwarder Selection scheme),记为DDBFS。DDBFS方案主要解决两个问题：密集区域的冗余广播和稀疏区域的高的传输时延。在提出的DDBFS方案中,节点在决策是否转播接收的消息前,依据距离和网络密度设置定时器,一旦定时完毕,且在定时期间,没有其他节点转发该消息,该节点就成为下一跳转发节点。仿真结果表明,与现有的方案相比,提出的DDBFS协议在重播次数和传输时延性能得到显著提高。在密集区域,消息重播次数下降了约57%,在稀疏区域,传输时延缩短了约82%。     

A directional data dissemination protocol for vehicular environments

This paper presents a simple and robust dissemination protocol that efficiently deals with data dissemination in both dense and sparse vehicular networks. Our goal is to address highway scenarios where vehicles equipped with sensors detect an event, e.g., a hazard and broadcast an event message to a specific direction of interest. In order to deal with broadcast communication under diverse network densities, we design a dissemination protocol in such a way that: (i) it prevents the so-called broadcast storm problem in dense networks by employing an optimized broadcast suppression technique; and (ii) it efficiently deals with disconnected networks by relying on the store-carry-forward communication model. The novelty of the protocol lies in its simplicity and robustness. Simplicity is achieved by only considering two states (i.e., cluster tail and non-tail) for vehicles. Furthermore, vehicles in both directions help disseminating messages in a seamlessly manner, without resorting to different operation modes for each direction. Robustness is achieved by assigning message delivery responsibility to multiple vehicles in sparse networks. Our simulation results show that our protocol achieves higher delivery ratio and higher robustness when compared with DV-CAST under diverse road scenarios.     

稀疏交通环境下基于轨迹的车联网数据分发

在稀疏交通环境下,车联网的数据转发机会较少,车辆携带数据时间较长,从而造成较大的数据传输时延.针对该问题,提出了基于车辆轨迹信息的数据转发协议（data dissemination based on trajectory,简称DDBT）.协议采用“携带+连通组件”思想,通过分析双向交通路段延迟特征,建立了端对端传输延迟模型,提出了在路口接入点协助下基于最小传输延迟期望的车辆留存副本多径转发原则.理论分析及仿真实验结果表明,提出的DDBT协议在稀疏交通环境下表现出较好的数据传输延迟性能.     

运用网络分析工具解决局域网广播风暴问题

为了解决网络广播风暴引起机房主机访问网站速度慢的问题,使用科来网络分析系统对网络流量、协议、数据包等进行分析,并结合ARP欺骗、ARP扫描、蠕虫、网络路由环路和物理环路的不同表征,逐一排查ARP病毒、蠕虫、网络路由环路三个可能导致广播风暴的原因,最终定位广播风暴是由网络物理环路和交换机配置错误所导致。通过修改交换机配置和网络拓扑的方式避免网络广播风暴,使机房主机访问网站速度恢复正常。     

A rate control video dissemination solution for extremely dynamic vehicular ad hoc networks

Video dissemination to a group of vehicles is one of the many fundamental services envisioned for Vehicular Ad hoc Networks, especially as a building block for entertainment applications. For this purpose, in this paper we describe VoV, a video dissemination protocol that operates under extremely dynamic road traffic conditions. Contrary to most existing approaches that focus exclusively on always-connected networks and tackle the broadcast storm problem inherent to them, VoV is designed to operate under any kind of road traffic condition. We propose a new geographic-based broadcast suppression mechanism that gives a higher priority to rebroadcast to vehicles inside especial forwarding zones. Furthermore, vehicles store and carry received messages in a local buffer in order to forward them to vehicles that were not covered by the first dissemination process, probably as a result of collisions or intermittent disconnections. Finally, VoV employs a rate control mechanism that sets the pace at which messages must be transmitted according to the perceived network data traffic, thus avoiding channel overloading. Therefore, VoV adapts not only to the perceived road traffic condition, but also to the perceived channel quality. When compared to two related and well-accepted solutions–ABSM and AID–under Manhattan grid and real city scenarios, we show that, overall, our proposal is more efficient in terms of message delivery, delay and overhead.     

一种高效的多跳无线网络广播协议

广播操作是无线网络中一种常用的、重要的操作，通常采用泛洪来实现．无控制的泛洪会引起严重的竞争、冲突和拥塞，称为广播风暴问题．鉴此，本文提出了一种高效的无线网络广播协议．该协议通过根据网络拓扑图的最多叶子最短生成树来确定路由选择．分析和仿真结果说明，本文所提出的广播协议不仅能够避免冲突而且能够大大减少冗余的广播消息和减小广播延时．     

SDARP：基于软件定义网络的地址解析协议代理机制

针对以太网中,主机之间存在大量的地址解析协议（ARP）的广播流量,导致以太网规模受限问题的研究,提出基于软件定义网络的地址解析协议代理机制（SDARP）,利用软件定义网络范式,集中处理地址解析协议报文,应答地址解析请求,从而抑制广播流量。SDARP基于RYU控制器实现。基于Mininet仿真器的虚拟试验床实验证明：SDARP对主机透明,能够有效减少92.9%的ARP广播报文,消除广播风暴,并减少35.9%的ICMP传输时间。     

利用地理网格簇增强定向扩散协议

定向扩散协议是一种用于无线传感器网络的数据分发协议.在定向扩散中,兴趣和探测数据采用泛洪的方法在网络中散布,这将引起广播风暴导致网络能量的大量消耗.在网络中通过形成簇结构可以缓解广播风暴问题,每个节点利用本身的地理位置信息自组织形成虚拟地理网格簇,簇中仅有一个节点负责兴趣和探测数据的广播.模拟试验表明,这种方法有效地降低了网络的能量消耗.     

基于车流密度的VANETs路由协议

在节点高速移动的车载自组织网络(VANETs)中,道路交通状况极大地影响着网络中的数据传输性能。在贪婪周边无状态路由(GPSR)协议的基础上加以改进,提出了基于车流密度的VANETs由协议。考虑了车流密度以及节点运动速度、方向等影响因素,设计车流密度的计算方法,利用新的转发策略替代GPSR的贪婪转发策略,能够选择车流密度较好的路径进行数据转发,避免因车流密度分布不均匀而产生的局部最大现象。同时能够对由于节点高速运动引起的链路中断进行预测,提出有效的修复机制,从而建立链路稳健的VANETs路由。采用Matlab仿真平台进行仿真实验,与已有的GPSR,GPCR协议进行比较分析。仿真结果表明:提出的路由协议相比于其它2种路由协议在时延和分组转发率方面得到显著改善,性能优越,非常适合在城市场景中。