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。     

基于云网格集成调度的防拥堵车辆路径规划算法

在道路交通路网中,车辆拥堵问题是流量与路网结构之间相互作用的一个复杂动态过程,通过车辆路径规划,实现对路网网格集成调度,从而提高路网通行吞吐量。传统方法采用并行微观交通动态负载平衡预测算法实现车辆拥堵调度和车辆路径规划,不能准确判断路面上的车辆密度,路径规划效益不好。提出一种基于云网格集成调度的防拥堵车辆路径规划算法,即构建基于Small-World模型的云网格路网模型,采用RFID标签信息进行路况信息采集,实现交通网络拥堵评估信息特征的提取,采用固有模态函数加权平均求得各车道的车辆拥塞状态函数,对所有车道内车辆密度取统计平均可获得簇内的车辆密度。设计交通路网拥堵检测算法来对当前个体道路信息进行一维邻域搜索,从而实现车辆路径规划控制目标函数最佳寻优。通过动态博弈的方式求得车辆防拥堵路径的近似最优轨迹,实现路径规划算法的改进。仿真结果表明,该算法能准确规划车辆路径,实现最优路径控制,从而提高严重拥堵路段的车流速度和路网吞吐性能,性能优越。     

QoS-aware roadside base station assisted routing in vehicular networks

The transmission technology for intelligent transportation systems can be typically classified into two categories, namely, road-to-vehicle communication (RVC) and inter-vehicle communication (IVC). RVCs perform the information communication service offer from road to vehicle whereas the IVCs perform the information communication through vehicles. This work proposes quality of service (QoS)-aware roadside base station assisted routing mechanisms to establish a routing path in IVC with the assistance of roadside base station. A link failure prevention mechanism is employed to effectively construct alternative routing path required by the volatile network topology in vehicular Ad hoc networks. Besides, a bandwidth consumption predictor is presented to avoid dropping packets owing to inadequate bandwidth during handoffs. A neural network with fast learning algorithm is adopted as the core module for estimating the parameters used in the proposed schemes. Simulation results demonstrate the effectiveness and feasibility of the proposed work.     

一种基于三角模糊数的VANETs机会路由算法*

分析了现有车用自组织网络（VANETs）的路由算法,提出一种新的基于三角模糊数的机会路由算法。新算法将转发结点距离目标结点的距离、到达目标结点的方向、行驶速度向量、重传次数、车流状况等因素作为目标函数进行分析计算,采用熵权系数法确定各因素权重。路由过程中,贪婪选择向量值最大的节点转发数据包;遇到网络不连续时,将采用“存储－携带－转发”的机会路由策略。仿真结果表明,该算法能够较好的适用于VANETs各种场景。     

公交移动协助城市车载网络分层路由协议

城市车载网络作为未来智能交通的重要组成部分,为解决城市交通问题提供了有效的解决方案.现有大部分路由方案未能很好地解决车辆高速移动、复杂城市交通环境和不同车流密度三大问题对路由转发的影响,导致路由协议的性能在高效和可靠性方面不足.根据城市交通信号传播环境、红灯等停以及公交运行轨迹固定、周期循环等特性,提出公交移动协助的城市车载网络路由协议,将车车之间的复杂、不确定路由转换为普通车辆-簇头-公交三层节点之间的确定、协作方式,发挥公交周期移动优势,并用簇头策略优化普通车辆与公交之间的通信.设计根据城市信号传播衰减与车辆移动相关的单跳链路筛选与多跳延迟相关的概率转发机制,保证公交转发的高效、可靠,并设计能自适应车流密度的簇头触发策略,仿真实验结果表明,整体方案转发跳数达到一定数量时,能取得较好的数据传输成功率和较低的网络延迟.     

基于位置的车载自组织网络路由协议

数据包传输的及时性,稳定性是衡量车载自组织网络(VANET)路由协议性能的重要指标.VANET网络中由于车辆的快速移动,网络分割现象严重,使得网络结构变化迅速,网络路由维护花销增大.本文提出了一种车辆在道路上行驶时,基于车辆在道路上的行驶路径,车辆的速度方向以及道路上车辆的密度等因素,选择一条快速稳定的网络层数据包传输路径的路由协议算法,该协议在DSR协议的基础上进行改进,仿真结果表明该协议具有较高的转发成功率、较少的路由路跳数和较低的数据传播延时.     

基于路径中断概率的VANETs连接模型及性能分析

车载网VANETs（Vehicular Ad hoc Networks）在道路安全、车流量管理和娱乐应用具有广阔的前景,而这些应用依赖数据有效的传输。为此,VANETs的数据传输技术成为研究的焦点。然而,VANETs的拓扑动态变化、车辆快速移动加速了车间通信链路的断裂,降低了链路的可靠性,为数据有效传输提出了挑战。据此,分析了VANETs的多跳通信连接特性。通过研究端到端中断概率,提出多跳连接的分析模型。通过模型,可得出在一定的平均端到端中断概率所需的最小发射功率以及最大传输跳数。通过仿真,验证理论模型的正确性。仿真进一步表明,通过合适的功率控制算法有利于改善数据传输路径。     

车载自组织网络中基于停车骨干网络的数据传输

车载自组织网络(vehicular ad hoc networks,简称VANETs)具有网络间歇连通、节点高速移动及动态的网络拓扑结构等特性,如何有效地实现车辆间的数据传输,成为VANETs的重大挑战.现有研究工作基于历史交通流量或历史延迟预测路段当前交通状况的方法并不可靠.此外,要实现高效的数据路由传输,配置大量路边基础设施节点(deploying roadside unit,简称RSU)是一种可行方案,但通常需要额外开销.基于城市区域长时间拥有大量地上停放车辆这一事实,提出了基于停车骨干网络的数据传输策略PBBD(parking backbone based data delivery),不需要配置任何地面基础设施,而是把地面的停放车辆组成一个虚拟的停车覆盖网络,通过该停车覆盖网实现数据的传输.为此,首先,对于每一条道路,把路边和非路边停放车辆组成一个尽可能长的停车簇,并基于这些停车簇组织城市停车骨干网络.其次,设计基于停车覆盖网络的全新数据传输算法来实现车辆间的有效数据传输.基于真实城市地图和交通数据的模拟实验结果表明,与现有的几种数据传输算法相比,PBBD能够以较低的网络传输开销和较小的传输延迟获得较高的数据传输成功率.     

基于流量预测的无线mesh网络负载均衡路由协议

提出了一种基于神经网络预测模型的无线mesh网络负载均衡协议NNP-L2MPM。协议根据网络中泛洪的HELLO包计算路径质量,从而选择出到达目的节点的最优下一跳,并以MAC层接口队列长度作为流量负载的衡量依据,然后利用RBF神经网络预测模型对mesh网路中的节点流量负载进行预测,根据预测的下一时刻的流量负载优化路径质量,提前实现路由更新,避免中间节点发生拥塞,进而提高网络性能。仿真结果表明:与原有路由协议相比,所提协议在数据包投递率上提高了约9%,平均端到端延时降低了约16%。     

无线网状网络的多路径路由与调度算法

提出了一种保障服务质量的多路径路由算法,数据分组可通过多条不同的路径进行传输,以提升网络总吞吐量性能.进一步提出了一种多路径调度策略.通过使用调度策略,基于当前可用带宽信息和路径所引入的时延信息,数据分组在传输前可被分成多段并通过不同的路径发送,根据路径时延调整优化调度策略,从而使得数据可通过在不同的路径上进行更高效地传输.仿真实验进一步验证了本文提出的路由机制和调度策略在不同网络负载下的优越性.     

一种基于部分网络编码的无线网络机会路由算法

结合机会路由和网络编码两项新技术各自的优势,提出了一种新的基于部分网络编码的机会路由算法(Opportunistic Routing Algorithm for Wireless Network Based on Partial Network Coding,ORAPNC)。为了避免数据包分叉传输,同时利于执行转发节点间协调机制,ORAPNC首先以期望传输次数作为路由度量建立一条固定路由,并将候选转发节点集中在这条固定路径附近;为了充分减小网络中的冗余数据包,ORAPNC采用一种新的转发节点间协调机制(Forwarding Nodes Coordination Mechanism,FNCM)来实现每跳的数据包传输。仿真结果表明,与其他相关路由协议相比较,ORAPNC可以有效提高网络吞吐量,减小目的节点解出原始数据包的平均时延。     

An evaluation methodology for reliable simulation based studies of routing protocols in VANETs

Vehicular Ad hoc NETworks (VANETs) have attracted much attention in the last decade. Many routing protocols have been proposed for VANETs and their performance is usually evaluated and compared using simulation-based studies. However, conducting reliable simulation studies is not a trivial task since many simulation parameters must be configured correctly. The selected parameters configuration can considerably affect the simulation results. This paper presents a methodology for conducting reliable simulations of routing protocols in VANETs urban scenarios. The proposed methodology includes relevant simulation aspects such as measurement period, selection of source–destination pairs for the communication traffic flows, number of simulations, mobility models based on road city maps, performance metrics and different analyses to evaluate routing protocols under different conditions. The proposed methodology is validated by comparing the simulation results obtained for Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) routing protocol with and without using the proposed methodology. The obtained results confirm that by using the proposed methodology, we can achieve more reliable simulations of VANETs routing protocols.     

城市非连通车载自组网中低时延路由协议

针对城市车载自组网具有路径寿命短、网络非连通的特点,设计一个低时延路由协议。该协议根据车辆密度建立时延模型,将路由分为路段转发和路口转发2个阶段,路口转发选择时延最小的路径进行路由。实验结果表明,该协议能在城市非连通的车载自组网中达到较高的分组投递率和较低的传输时延。     

面向非全互连3D NoC的自适应单播路由算法

针对在非全互连三维片上网络（3D NoC）架构中的硅通孔（TSV）表只存储TSV地址信息,导致网络拥塞的问题,提出了记录表结构。该表不仅可以存储距离路由器最近的4个TSV地址,也可存储相应路由器输入缓存的占用和故障信息。在此基础上,又提出最短传输路径的自适应单播路由算法。首先,计算当前节点与目的节点的坐标确定数据包的传输方式;其次,检测传输路径是否故障,同时获取端口缓存占用信息;最后,确定最佳的传输端口,传输数据包到邻近路由器。两种网络规模下的实验结果表明,与Elevator-First算法相比,所提算法在平均延时和吞吐率性能指标上有明显的优势,且在网络故障率为50%时,Random和Shuffle流量模型下的丢包率分别为25.5%和29.5%。     

关于VANETs路由协议的研究现状与进展

随着车载自组网络(VANETs)应用的不断深入,有关VANETs技术研究已成为众多学者关注的热点。由于VANETs节点的高速移动、不稳定的无线信道等显著特点,导致网络拓扑结构变化快、节点通信呈机会性、路径可用的持续时间短,因此,设计稳定可靠的消息路由方案成为VANETs应用的核心问题。阐述了路由协议研究的重要性,并对VANETs的各种路由协议的进行了比较,分析各自优缺点,同时将现有的VANETs路由协议根据其性质分为五类,并研究了每类协议的特点。最后分析了VANETs的未来研究方向。     

A direction-based geographic routing scheme for intermittently connected mobile networks

In an intermittently connected mobile network, a complete routing path from a source to a destination cannot be guaranteed most of the time. Therefore, traditional routing methods for mobile ad hoc networks are not applicable in such a network. Current approaches for intermittently connected mobile networks are primarily based on redundant transmission and single-copy opportunistic routing. However, they incur either high overhead due to excessive transmissions, or long delay due to incorrect path choices during forwarding. In this paper, we propose a direction-based geographic (DIG) routing scheme for intermittently connected mobile networks. Relying on geographic location information, the packets are routed in a path approximately to the shortest path from the source node to the destination, which significantly reduces the overhead in redundant transmission and decreases the transmission delay in the single-copy opportunistic routing. Theoretical analysis and trace-driven experimental results show that DIG provides low transmission delay with low overhead in comparison with the schemes in the redundant transmission and single-copy opportunistic routing.     

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.     

Spray and forward:Efficient routing based on the Markov location prediction model for DTNs

Typical delay tolerant networks(DTNs)often suffer from long and variable delays,frequent connectivity disruptions,and high bit error rates.In DTNs,the design of an efficient routing algorithm is one of the key issues.The existing methods improve the accessibility probability of the data transmission by transmitting many copies of the packet to the network,but they may cause a high network overhead.To address the tradeoff between a successful delivery ratio and the network overhead,we propose a DTN routing algorithm based on the Markov location prediction model,called the spray and forward routing algorithm(SFR).Based on historical information of the nodes,the algorithm uses the second-order Markov forecasting mechanism to predict the location of the destination node,and then forwards the data by greedy routing,which reduces the copies of packets by spraying the packets in a particular direction.In contrast to a fixed mode where a successful-delivery ratio and routing overhead are contradictory,a hybrid strategy with multi-copy forwarding is able to reduce the copies of the packets efficiently and at the same time maintain an acceptable successful-delivery ratio.The simulation results show that the proposed SFR is efficient enough to provide better network performance than the spray and wait routing algorithm,in scenarios with sparse node density and fast mobility of the nodes.     

周期性移动公交车载网络路由协议

公交车载网络作为城市车载网络中的重要组成部分,由于具有周期性移动规律,能为城市车载网络的大范围通信提供支撑,而复杂的城市道路环境给公交车载网络的高效可靠路由协议带来了极大的挑战。针对具有周期运动特征的公交车载网络,设计单跳与实时改进的多跳路由协议SRMHR,保证单跳转发的链路生存时间以及多跳转发有限延时内的提交概率;根据城市信号传播衰减特征和车辆移动模型设计单跳链路筛选机制,并结合改进的多跳延时相关概率转发模型,保证公交转发的高效、可靠。在城市交通模拟仿真平台上,结合微调的真实道路交通数据,分别测试了方案中信号衰减模型、不同车流密度下候选筛选以及红灯延时修正的性能参数,验证了方案中各环节的有效性;最后与SF和SW协议的性能进行了对比,结果表明SRMHR协议具有较高的数据传输成功率和较低的递交延时。     

An Integer Programming Algorithm for Routing Optimization in IP Networks

Most data networks nowadays use shortest path protocols to route the traffic. Given administrative routing lengths for the links of the network, all data packets are sent along shortest paths with respect to these lengths from their source to their destination.