基于概率及退避等待的车辆安全消息广播机制

在车辆自组织网中,针对安全消息广播的有效覆盖及竞争冲突问题,本文提出了基于概率及退避等待的广播机制（VANET Broadcast Mechanism based on Probability and Backoff,VBM-PB）. 该机制隶属于接受者机制,其复杂度低并且具有完全分布式计算特性. VBM-PB将车辆的地理位置信息和节点负载结合,计算各节点潜在的转发概率;构造概率转发函数并设计自适应退避等待方案,减少网络中数据包冗余、降低节点间数据发送冲突并保障消息覆盖率;利用超时重传机制确保消息发送的可靠性. 仿真表明,VBM-PB与经典的几种广播机制相比,在数据包渗透速度、转发节点所占比例以及消息传输时延上均具有更好的性能.     

面向车辆状态信息广播的功率控制算法

针对车载自组织网（VANET）中节点以固定功率发送信息导致的信道资源无法优化分配的问题,以车辆周期发送的状态信息的广播为研究对象,提出一种可自适应于车流密度变化的VANET功率控制算法。该算法通过定义功率控制周期构建并更新直接邻居列表,根据直接邻居车辆的位置来调整发射功率,进而控制节点的广播信息覆盖范围,实现信道资源的优化分配以及节点路由性能的优化。仿真结果验证了所提出算法的有效性,表明该算法能够有效根据车辆密度自适应调整发射功率、降低信道占用率并提高直接邻居数据包投递率,从而保证安全信息的有效传输。     

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。     

基于车辆自组网络的分布式自主导航系统

针对交通拥堵和道路安全问题,在车载自组网路由协议改进和实现的基础上,提出一种基于车辆自组网络的分布式智能交通服务系统,实现邻域动态路况展示、突发交通事故预警和交通图片视频信息分发等自主交通导航服务。与传统后台计算动态交通服务实现方式相比,车辆自组网能较好地发挥其在车辆问直接交互交通、安全、娱乐等实时信息的优势。     

基于LD预测的车载自组网下一跳选择算法

在高速移动环境中,车载自组网的下一跳节点选择算法存在高丢包率的问题。为此,在贪婪算法的基础上,通过预测车辆节点的链路持续时间(LD)和数据发送时延,提出一种改进的下一跳节点选择算法。其中,转发节点根据邻居节点和自身的相对速度,预测该节点和当前节点间的链路持续时间,选择其值不小于待发数据的发送时延的邻居节点作为下一跳节点。仿真实验结果表明,改进算法可以明显降低贪婪算法的丢包率。     

一种移动自组网混合式功率路由协议

移动自组网是一组能量受限的移动节点组成的多跳无线网络。网络中节点主要依赖电池供电,因而节能问题一直是移动自组网研究的热点之一。在选路标准中考虑能量的因素,延长网络寿命是移动自组网功率路由的主要目标。本文提出了一种新的混合式功率路由——HPARP（Hybrid Power-Aware Routing Protocol）,对本地节点的能量和拓扑信息进行监控,以节点剩余能量为标准,利用局部的网络拓扑结构信息,有效地延长了网络寿命,提高了网络吞吐量。     

一种间歇性连接移动网络自适应路由协议

为提高间歇性连接移动网络的消息发送效率,提出一种基于移动自组网OLSR协议的自适应路由协议ARPBO。ARPBO在网络连通时通过OLSR协议快速转发消息;在网络中断时对OLSR协议进行扩展,从消息发送节点的局部连通网络中有效选择下一跳节点,然后通过延迟容忍网络的"存储-携带-转发"机制转发消息。实验结果表明,该路由协议能够在网络存在间歇性连接时获得较高的传递成功率和较低的传递时延。     

基于Greenshield模型的VANET异常节点检测机制

面向车辆自组网的安全通信问题,提出一种基于Greenshield模型的异常节点检测机制。结合车辆自组网的特点,构造Greenshield模型,计算车辆速度、车辆密度和车流量参数。在此基础上依据车辆自身无线通信设备计算的车流量和接收到的其他车辆计算的车流量的差异,初步定位可能的异常节点位置。采用假设检验中的u检验方法决定是否接受接收到的数据,据此推断节点是否异常。仿真结果表明,采用该机制检测异常节点的真正率指标高、假正率指标低,能有效检测车辆自组网中的异常节点。     

基于ZigBee的无线传感网络Cluster-Tree算法研究

ZigBee技术的无线传感器网络是基于分布式地址分配的一种支持拓扑变化、节点移动的新型无线传感网络,拥有强大的自组网能力。针对ZigBee网络的Cluster-Tree算法对簇首能量要求高及节点间非最佳路由的问题,结合节点能量分析提出新的簇首产生办法,并结合AODVjr算法的思路来寻求节点间的最佳路由。仿真结果表明,改进的算法能够有效地提高数据发送成功率,降低网络中的死亡节点数,减小端到端的报文传输时延,提高网络的使用价值。     

一种基于信噪比的自组网功率控制算法

能量是影响无线自组网性能的一个很大的瓶颈,作为事实上的无线自组网媒体接入协议,802.11并没有动态调整传输功率的能力,网络在实际应用中的节能效果不好.为了降低网络节点的能量消耗,在媒体接入层802.11协议基础上,,提出一种功率控制算法,以物理层信噪比为基础估计控制帧和数据帧的发送功率.通过OPNET网络仿真软件对算法进行了计算机仿真,仿真结果表明.相比802.11协议,算法有效降低了节点能量消耗,提高了能量利用率,延长了网络的生存时间,同时保持了网络的吞吐量性能,对自组网的理论研究和实际应用提供了一定的参考价值.     

基于上下文的VANET服务推荐中间件

车载自组织网络(vehicle ad hoc network, VANET)作为智慧城市的重要组成部分,它需要为车辆安全、便捷交通及舒适驾驶提供众多的服务.目前针对车联网中服务发现的研究主要集中在服务发现质量和服务发现延时,但是随着VANET中服务数量和种类的增加,车联网中的信息激增问题变得越来越严重,因此如何按照个性化需求为用户推荐合适的服务成为目前车联网中亟需解决的问题.针对现有车联网中服务选择策略的不足,提出一种基于上下文的车联网服务推荐中间件体系结构,该中间件可以利用车辆丰富的上下文信息和用户的历史服务记录为用户推荐服务.利用离线分析方法,提出一种基于上下文的服务推荐方法,将既符合车辆上下文约束且满足用户偏好的服务推荐给用户.仿真结果表明,中间件推荐的服务合理且符合用户偏好,同时可以降低服务导致的绕路概率.     

Multiple hypothesis tracking for data association in vehicular networks

The introduction of Vehicle to Vehicle (V2V) and Vehicle to Infrastructure (V2I) communications in Intelligent Transportation Systems of the future brings new opportunities and new challenges into the automotive scene. Vehicular communications broaden the information spectrum that is available to each vehicle, allowing the enhancement of existing applications and the introduction of new ones. Undoubtedly, the impact of this new technology in transportation safety, efficiency and infotainment is expected to be very important.A significant part of research in vehicular networks (VANETs) is dedicated to networking issues like routing and safety. However, perception systems which until now were based on onboard sensors only, need to incorporate the wirelessly received information in order to extend the situation awareness of the vehicle and the driver. This paper presents an algorithm for associating targets tracked from an onboard radar sensor with the position and motion data received from the VANET. The core of the algorithm is a track oriented multiple hypothesis tracker that is modified for incorporating information included in VANET messages. The algorithm is tested in real scenarios using two experimental vehicles and then compared with two other algorithmic approaches. One is using a simpler single hypothesis algorithm for association of VANET messages and the second is using only the onboard sensors for environment perception. As a result, the advantages of the Multiple Hypothesis Algorithm regarding association performance and the added value of wireless information in the perception system are highlighted.     

VANET中基于WSN节点感知的高效路由协议设计方案

在车载自组网(VANET)中,当网络密度较低时,VANETs不能保证及时发现危险的路况或保持通信连通性,这可能对驾驶安全构成风险。为解决该问题,提出一种VANET中基于WSN节点感知的高效路由协议设计方案。该方案将VANET和WSN相结合,使用WSN节点沿着路边部署,以感知道路状况,并向车辆传递关于危险状况的信息,忽略VANET的密度和连通性。同时根据VANET中常用的被动式带宽估算方法,提出一种基于CORNER传播模型的带宽评估策略,实现链路可用带宽和信道容量的准确估计。仿真结果表明,该路由协议可以减少端到端延迟和能耗,合理地利用有限的网络带宽资源,减少丢包率。     

The Relative Mobility of Vehicles Improves the Performance of Information Flow in Vehicle Ad Hoc Networks

Vehicular ad hoc networks (VANET) are receiving significant attention due to their potential to provide a wide range of benefits. One key distinguishing feature of VANET from other ad hoc networks is their relative vehicular mobility. Therefore, to fully understand the significant benefits of these systems, it is necessary to understand the interaction between traffic flow characteristics and information propagation in VANET. This research presents an analytical model to characterize information flow in VANET incorporating macroscopic traffic characteristics, such as traffic density, relative speed between adjacent lanes, and driver composition. The information flow in VANET is characterized using an information flow network (IFN). The analytical expressions for the expected degree of the individual nodes as well as the reachability of an IFN are provided. Moreover, a state of the art simulation model is developed to validate the analytical results. The proposed analytical results not only provide us significant insights to evaluate the performance of information propagation in VANET, but also provide theoretical basis for the design of algorithms for the efficient routing of information based on average end-to-end performance.     

车载自组织网络动态中心性分析

针对车载自组织网络（VANET）拓扑结构的动态性特征,基于车辆换道功能的智能驾驶移动模型,应用VanetMobiSim仿真软件详细研究车载自组织网络拓扑结构的动态中心性。构建VANET时序网络模型,建立基于衰落因子和信息存储转发指数的动态中心性评价方法,该方法不仅能够描述当前网络拓扑与历史网络拓扑之间的联系,而且能够刻画VANET中信息的存储转发机制;最后,通过仿真实验分析了VANET动态中心性。结果表明虽然VANET拓扑结构的动态中心性随着衰落因子和信息存储转发指数的变化而变化,但重要节点整体的排名基本保持相对稳定的状态。该结论有助于更好地确定信息传播的中继节点,实现信息的成功投递,而且为VANET拓扑结构的抗毁性提供指导。     

Restricted usage of anonymous credentials in vehicular ad hoc networks for misbehavior detection

The automobile industry is entering a new era of digitalization with major impact on human mobility and transportation infrastructures. A result of such a convergence between the automobile and information technologies is vehicular ad hoc network (VANET), a type of mobile ad hoc networks that has recently enjoyed a lot of attention from the industry, the research community, lawmakers and privacy activists. In VANET, vehicles frequently broadcast various types of messages, including location data. This enables innovative applications and improvements in safety and driving experience. As messages broadcasted in the VANET are digitally signed and the receiver must be able to verify the sender’s authentication and message integrity, there is a need to ensure broadcast authentication and protect driver’s anonymity. However, communication in VANETs takes place with high frequency, and malicious vehicles can hide behind anonymity in order to duplicate packets and get advantage over other vehicles in the network. Indeed, state-of-the-art approaches to privacy-preserving messages broadcast in the VANET typically ensure that each vehicle has a number of pseudonymous certificates that are changed regularly in order to thwart an automated tracing of its activities. However, the possibility of uncontrolled simultaneous use of pseudonyms by misbehaving vehicles remain unaddressed. This paper proposes a set of anonymous credential system based protocols for VANET that enables the detection and limitation of pseudonym/credential overspending. The revocation of the misbehaving vehicle can be also achieved through the proposed solutions. With the prototypical implementation of the proposed protocols, it has been shown that the successful detection of fraud, i.e., pseudonyms overspending and the subsequent revocation of credentials are possible in VANET.     

延迟评估的车载自组织网络数据传输协议

车载自组织网络(VANET)作为一种新的自组织网络,可以极大提高驾驶安全性和交通运输的效率。由于车辆行驶导致的快速拓扑变化,使得设计高效的数据传输协议在车载自组织网络研究中成为挑战。分析了车辆自组织网络的特征,在道路统计信息的基础上,依据不同车辆的行驶方向,提出了一种新的基于延迟评估的车载自组织网络数据传输协议(DEF)。模拟实验证明提出的协议比现有协议具有更低的平均传输延迟。     

车用自组网信息广播

车用自组网作为移动自组网在智能交通系统中的应用,有望为人们提供更安全、效率更高的旅行方式.广播协议为危险警告、协同驾驶、路况通报等交通信息的发布提供了有效途径.简要介绍了车用自组网的特点和应用分类.采用分析和比较方法,讨论各种信息广播协议的特点、性能差异和应用范围,并针对车用自组网的特点及应用需求指出未来信息广播模型的设计思想和突破方向.     

车用自组网信息广播

车用自组网作为移动自组网在智能交通系统中的应用,有望为人们提供更安全、效率更高的旅行方式.广播协议为危险警告、协同驾驶、路况通报等交通信息的发布提供了有效途径.简要介绍了车用自组网的特点和应用分类.采用分析和比较方法,讨论各种信息广播协议的特点、性能差异和应用范围,并针对车用自组网的特点及应用需求指出未来信息广播模型的设计思想和突破方向.