车载自组织网络环境下基于软件定义网络的数据协作调度算法

针对车载自组织网络（VANET）中路侧单元（RSU）应答车辆请求效率低下的问题,提出基于软件定义网络（SDN）的数据调度算法SDDS。首先,依据车辆状态信息生成策略冲突图,并求解其最大权重独立集,实现单个周期内被应答请求数目最大化;其次,通过分析数据在车辆节点中的冗余度对系统服务能力的影响确定最优参数,设计了一种基于地理位置的协助车辆挑选机制;最后,分析跨区切换车辆的特点和影响多RSU协作的因素,提出一种基于冲突避免的多RSU协作机制;此外,提出了新的评价指标——服务效能来评价系统的整体服务质量。仿真实验中,相比请求数目优先算法（MRF）和协作数据分发算法（CDD）,SDDS的服务效能最高增幅达到15%和20%。仿真结果表明,SDDS能显著提高调度系统的服务效率和质量。     

车载自组织网络中的数据分发机制

车载自组织网络（vehicular ad-hoc network,简称VANET）作为一种新型的移动自组织网络,应用前景广阔.鉴于长距离数据分发机制是支撑VANET应用的一个不可或缺的机制,提出了一种VANET下路边单元（roadsideunit,简称RSU）辅助的数据分发机制Ara,并在不同的交通场景下对其性能进行了评估.实验结果表明,即使在有RSU出现故障的情况下,Ara也可以保证较高的数据到达率、较小的延迟和较低的消息开销.同时,通过建立分析模型对Ara的数据传递延迟进行了理论分析.该分析模型建立在车辆的微观流模型之上,可以推导出不同RSU 部署场景下的数据传递延迟.模拟实验结果验证了模型的正确性,因此该分析模型可以对Ara数据传递的性能进行预测.     

基于任务分配模型的车载自组织网络路由算法

为保证车载自组织网络(VANET)消息转发效率,提出一种基于任务分配模型的路由算法。根据社会网络中节点特性划分社区,采用协商机制将紧急安全与非安全消息任务分配到不同社区,由社区再分配到节点,并建立奖惩机制提高消息任务分发效率。理论分析和仿真结果表明,与Simbet,Prophet和Spray and Wait路由算法相比,该算法具有较高的消息包投递率及较低的路由开销,并且能满足不同类别消息任务的服务质量需求。     

车载自组织网络中的数据传递

基于车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)的数据传递为 VANET 应用提供数据传输服务,是车辆主动安全、城市生活服务、应急救援等应用不可或缺的组成部分。然而,由于网络拓扑变化快、网络分区频繁、信道容量有限,VANET 数据传递面临诸多挑战。文章分析了 VANET 特点,指出了影响 VANET 数据传递的主要因素,进而综述了已有的 VANET 数据传递技术,包括数据传递的基本实现方法和提高数据传递能力的优化策略。     

基于车流信息的车载自组织网络路由协议*

车载自组织网络(VANET)具有高移动性和间歇连通性,而且拓扑变化频繁,特别是在事故或交通堵塞的时候,因此,采用了携带并转发的方式,即移动车辆携带数据直到遇见有可转发的车辆。与现有携带并转发的解决方法不同,本文采用分布式实时估计各路段延时的方法。基于对各路段延时的估计,车辆就能计算车低延时的路由路径,然后提出了分布式实时数据流统计辅助的路由协议(DRTAR)来转发数据。实验结果显示,提出的DRTAR协议性能优于其他算法。     

车载自组织网络路由技术的研究

针对于车载自组织网络车辆节点移动速度快,网络拓扑变化频繁的特点,与传统的自组织网络路由协议有很大的区别且面临的挑战更大,对车载网络路由协议进行研究,然后具体分析基于泛洪的、基于移动预测、基于路边基础设施、基于地理位置、基于概率的各类路由的协议的性能和特点,并分析比较其特性,最后提出理想的路由协议应该具有的特性并展望了未来的研究方向。     

车载自组织网络路由协议的仿真研究

本文简要介绍了车载自组织网络和移动自组织网络中两个典型的路由协议:表驱动路由协议DSDV和按需路由协议AODV;还介绍了一个实用的移动模型,使仿真实验更加接近现实。在Linux下使用网络仿真工具NS2对这两个典型协议进行仿真,并对仿真结果进行分析比较和性能评价,得出:AODV和DSDV协议都不太适用于车辆自组织网络,所以设计适合车辆网路的协议是急需解决的问题。     

基于复杂网络的车载自组织网络抗毁性分析

针对车载自组织网络（VANET）的抗毁性问题,分析了其在随意攻击和蓄意攻击下网络的抗毁性特征。首先,提出以最大连通度、连通分支平均规模、临界点移除比例及网络效率为评价指标的VANET拓扑抗毁性参数;然后,基于带有车辆换道功能的智能驾驶员模型,应用VanetMobisim仿真软件建立VANET;最后,通过仿真实验分析了网络节点数、通信半径以及攻击模式对VANET抗毁性的影响。实验结果表明由于车辆节点度分布的不均匀性,VANET对随意攻击具有较强的抗毁性,而在蓄意攻击下显得比较脆弱;基于节点介数的蓄意攻击对网络的破坏更快、更强。这些规律为优化VANET拓扑控制、网络协议开发和网络管理提供新的指导。     

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.     

基于移动模型的车载自组织网络连通特征

针对车载自组织网络(VANET)的连通性问题,分析了其拓扑动态变化过程中网络的连通性的演化特征。首先,提出以连通分支数、连通概率及连通长度为评价指标的VANET拓扑连通性参数;然后,结合车辆换道功能的智能驾驶移动模型(IDM-LC),应用VanetMobiSim仿真软件建立VANET;最后,通过仿真实验分析了节点通信半径与平均连通分支数、平均连通率及平均连通长度之间的关系,同时分析了VANET连通分支数的统计分布特征,用Q-Q图和T检验验证得出结论:连通分支数服从正态分布,且该统计分布特征与节点通信半径无关。     

基于分组转发状况的车载自组织网络路由算法研究

路由协议算法是车载自组织网络的一个重要研究方向.目前多数车载自组织网络路由协议算法根据一些间接表征因素(如源到目的节点的最短距离、车流量密度等)来判断最优转发路径,但是这些表征因素还都停留在理论假设阶段,能否反应真实的路况、表示实事上最优的路径并无定论.提出一种基于分组转发状况的车载自组织网络路由协议算法,旨在根据分组...     

基于时延期望的车载自组织网络机会路由算法

针对车载自组织网络中,车辆随机运动的环境下源节点、目的节点均为运动中的车辆时数据传输效率低下的问题,提出了一种基于时延期望的机会路由算法.算法融合了概率论和统计学知识,综合考虑目的节点轨迹预测和数据时效性两方面需求,得到时延期望参数,以该参数作为整个数据传输过程中每一次数据转发中继节点选择标准,保证数据能够及时、有效地由移动中的源节点转发至移动中的目的节点.     

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。     

基于车载自组织网络的紧急报文传输方法

针对车载自组网中信息传输时延问题进行了研究,提出一个紧急报文的传输方法。通过Netfilter架构截取得到报文的数据信息,利用Linux虚拟设备重新组装安全警告信息报文,直接指向物理网卡发送给目的终端。传输过程减少了传统的缓存等待时间和TCP/IP对等层的额外开销,结果表明在传输过程中有效降低了传输时延,提高了车辆的行驶安全。     

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。     

基于移动状态的车载自组织网络路由算法

传统的AODV协议应用于车载自组织网络,尽管分组投递率比较高,但在数据分组需要发送时才建立路由,网络延迟较大。而DSDV中通过周期性的路由更新机制,网络延迟小,但需维护大量不必要的路由,并且拓扑结构变化使许多路由无效,导致分组投递率非常低。为了综合满足VANET分组投递率和网络延迟的要求,将AODV和DSDV两种路由建立机制相互融合,形成混合式路由协议。首先,根据车辆节点的位置、速度和方向等移动状态周期性地选择稳定且距离适中的链路,形成网络主干并更新路由;其次,当数据分组目的节点路由不存在时,发起路由发现过程建立路由,在路由请求报文前进和路由应答报文回溯过程中求出路由过期时间。仿真实验表明,尽管路由开销有所增大,分组投递率略低于AODV,但是网络延迟显著降低。     

基于地理位置的车载自组织网络路由协议的研究

由于车载自组织网络(Vehicular ad hoc networks)具有特殊的节点类型和信道特性,采用传统Ad hoc网络路由协议无法取得满意的性能。实现高速可靠的数据传输速率,需要研究新兴的路由算法。基于贪婪算法的地理位置辅助路由是目前VANET路由的主流思路。主要研究基于地理位置的路由协议,对GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)协议进行改进,引入了向量的概念来改进GPSR路由协议的贪婪转发模式,即在选择下一跳节点时不仅要考虑到目的节点的距离,还要考虑城市环境中的十字路口节点,并增加了预测模式来预测车辆在十字路口的移动以提高路由协议的效率。     

车载自组织网络中的被动地理路由算法

针对车载自组织网络中无可靠的基础设施可用、网络的拓扑结构变化快、障碍物多等特点,提出一种车载自组织网络的被动地理路由算法,采用基于城市交通图和节点位置信息的无线路由算法,使用基于路段与速度的位置预判方法,去除广播机制,降低路由开销。模拟实验结果证明,该算法能以较低的路由负荷提供较高的包递送率。     

车载自组织网络的无证书匿名认证协议

车载自组织网络在解决世界各地日益加重的各种交通问题中,得到了越来越多的应用,其安全性也成为研究的焦点.基于离散对数困难问题,提出了一个无证书的安全V2R匿名认证协议.新协议既避免了基于传统公钥系统的协议需做证书验证和维护的缺陷,又避免了基于身份的认证协议需要密钥分发的缺陷.与具有相同安全级别的匿名认证协议比较,本协议更为安全高效,因此更适用于无线车载网络.     

车载自组织网络协作MAC协议研究

车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)的关键技术之一就是 设计一个高效的媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)协议。MAC协议因对网络的吞吐量、时延和丢包率等具有重大影响而成为研究热点。针对车载自组织网络对MAC协议的特殊性要求,提出了一种基于协作方案的TDMA MAC协议,即C-TDMA MAC。该协议中,当源节点到目的节点间直接传输失败时,其邻近辅助节点利用未被预留的时隙协作重传其先前侦听到的数据包到目的节点,而不影响其它数据包的正常传输。数值分析和仿真结果表明,所提出的协议提高了数据包成功传输的概率。