路口设施中继辅助车载自组织网络感染路由算法

随着智能交通系统和智慧城市的发展,路旁设施的部署将越来越普遍,城市环境下的车载自组织网络路由算法可以利用路旁设施中继辅助以提高算法的性能。为了解决感染路由算法在高负载场景下由于产生过多的消息副本而引起的路由性能剧烈下降问题,设计了路口设施辅助车载自组织网络感染路由算法IRAER。算法根据道路特点,将车辆的邻居节点划分为不同的区域,且在每个区域中仅选择一个候感节点进行感染,以降低消息副本数量,提高路由性能。另外,建立了随机模型与感染路由算法产生的副本数量进行了对比分析。理论分析和仿真实验结果均表明,所提出路由算法大大降低了在高节点密度场景下的副本数量和投递时延,提高了投递成功率。     

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。     

社会感知多副本车载自组织网络机会路由协议

为提高车载自组织网络(vehicular Ad hoc networks, VANETs)中消息投递的效率, 提出了一种社会感知多副本车载自组织网络机会路由协议(SAMOR)。协议结合了车载自组织网络中节点的社会性特点和多副本路由方案的优势, 采用携带—存储—转发的机会路由方式进行消息投递。利用节点间的相遇历史区分社区节点和全局节点, 并使用所提出的节点社区中心性和网络中心性的度量方法, 得到了节点的效用。在路由过程的扩散阶段, 节点间按效用分配副本, 在转发阶段, 副本继续向效用高的节点转发。仿真结果表明, SAMOR实现了较高的消息投递成功率和较低的延迟。     

基于自适应选路策略的VANETs路由协议

基于车载自组织网络特性,提出一种基于自适应选路策略的VANETs路由协议ASVP。协议针对VANETs的链路频断性,引入携带-转发(carry-forward)机制,使协议能够适用于间断性连接的延迟容忍网络。通过对道路模型分析计算,获得路段连通性度量指标,用于选取最优路径。协议基于道路拓扑将数据包的转发过程分为直路模式和路口模式,并对比分析VANETs中边界模式是否有必要性,路口模式下采用辅助设施进行转发。仿真结果表明,ASVP应用于城市场景中在时延和投递率方面有一定的优势。     

城市环境下跨层VANET路由协议研究

车载自组织网络(VANET)单一分层结构路由协议考虑因素较少,导致分组投递率低、端到端时延较高。为此,考虑车辆位置、速度、路口密度、无线链路质量、MAC层误帧率等影响因素,提出一种应用于城市环境的基于位置信息的VANET跨层路由协议(MCLPR)。设计路口车辆节点选择算法提取无线链路质量和MAC层误帧率的跨层信息,采用层次分析法计算各影响因素的权重值,确定最佳转发路径。仿真结果表明,与AODV,DSDV等路由协议相比,MCLPR路由协议具有较高的分组投递率及较低的端到端时延,保证了数据传输的可靠性与高效性,适用于网络密度与负载较大、车辆移动速度较快的城市环境。     

考虑相遇强度的约束扩散路由算法

为了提高机会网络的转发效率,论文提出了一种考虑相遇强度的约束扩散路由算法（EICD）。该算法针对概率路由中预测不准确导致的投递率低,提出了相遇强度并给出了其计算公式。相遇强度将时间作为计算的重要依据,更能准确反映两个节点下次相遇的可能性。同时,针对多拷贝算法中过多的消息副本和已投递消息的冗余副本占用大量的网络资源等问题,通过约束扩散和去冗余两种方法来降低网络负载和转发时延。仿真实验结果表明,与其它经典路由算法相比,EICD算法能够提高消息投递率,降低网络负载和转发时延。     

基于节点运动预测的社会性DTN高效路由

延迟容忍网络是一种缺乏持续连接的新型网络体系结构,采用存储-携带-转发的路由方式进行消息的转发.考虑到节点的特性及运动模式,基于分簇、社会网络的路由协议已成为近年来的一个研究热点.该文分析现有基于分簇、社会网络的路由算法的缺陷及社会网络的特点,提出了一种新型的混合路由算法CS-DTN(Clustering&Social Delay Tolerant Network):预测节点间的相遇概率并据此对节点进行分簇,簇内根据节点间相遇概率限定消息的副本数量,将消息以二分喷射的方式转发到更可能到达目的节点的中继节点;簇间对节点进行运动预测并结合节点的特性将消息不断地转发到更接近目的节点的中继节点.不同于已有的基于分簇、社会网络的路由算法,CS-DTN从多个角度结合了节点自身及节点间的特性,更考虑了对节点的运动预测,降低了由不必要的消息转发带来的资源浪费,同时也能更高效地将消息投递到目的节点.仿真结果表明CS-DTN较为明显地提升了消息的成功投递率并降低了消息的平均端到端延迟,在缓存足够的前提下,CS-DTN可以实现高达95%的投递率,而在资源有限的情况下也能获得80%以上的投递率.     

基于卡尔曼预测的VANET混合路由算法

在车载自组织网络(VANET)中,车辆高速移动和分布不均导致网络拓扑快速变化、传输路径频繁中断,造成路由效率低下。为此,提出一种适用于城市场景的、基于卡尔曼预测的VANET混合路由算法,每个车辆节点通过部署卡尔曼预测器对邻居节点位置进行预测,通过该预测位置进行路由计算。在GPSR算法贪婪模式和边缘模式的基础上,借助容迟网络(DTN)路由的思想,存储并携带无转发节点的分组直至找到合适的转发节点。仿真结果表明,与GPSR算法和带缓存的GPSR算法相比,该算法在分组投递率和端到端时延方面性能更好。     

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.     

带协作式监视节点的安全VANETs路由算法

车载网VANETs(vehicular ad hoc networks)的路由协议中总是存在VANETs恶意节点试图破坏消息的正常传递。为此,对车载网无信标路由算法BRAVE(beacon-less routing algorithm for vehicular environments)进行改进,提出一种带协作式监视节点的安全路由算法S-BRAVE。在公钥基础设施PKI(public key infrastructure)的基础上,引用证书交互策略,对消息加载证书并传递过程中进行验证;在路由协议中设置协作式监视节点监视消息的传递,如消息不能传递到目的节点,该节点将担任传递消息的任务,同时调整BRAVE内消息格式使得S-BARVE能防御选择性转发攻击;将S-BRAVE与BRAVE协议在分组投递率、开销和端到端时延等性能方面进行对比。实验结果表明,S-BRAVE的分组投递率提升50%,考虑到开销和时延等方面,S-BARVE适用于大范围节点密集环境。     

一种山区环境下车际网的中继节点选择方法

中继节点的选择决定了车际网中消息传播的效率和可靠性。现有的中继节点选择方法多集中于高速的直道和城市的十字路口场景,对于山区环境的弯道场景研究较少。提出一种基于指数迭代分割,适用于弯道下的中继节点选择方法 EPBPC。该方法无需先验车辆信息,借助阻塞信号,通过坐标映射,选择发送节点传输范围内最远且宽度最小的子区间内节点作为中继节点,从而获得稳定的较小传输延时和较高的包到达率。在实际山路环境下的仿真实验结果表明,EPBPC在传输延时和包到达率性能上有所提升,尤其在单跳范围内车辆数较大的情况下,能获得相对于其他方法24.45%的点到点延时增益及高于99.8%的包到达率。     

Analytical evaluation of average delay and maximum stable throughput along a typical two-way street for vehicular ad hoc networks in sparse situations

Intermittent connectivity is an intrinsic feature of vehicular ad hoc networks (VANETs) in sparse situations. This type of network is in fact an example of delay and disruption tolerant networks (DTNs). In this paper, we focus on a typical two-way street and analytically evaluate the maximum stable throughput and the average delay for packet forwarding along the street. To this end, we map the mobility patterns of the vehicles with different speeds onto suitable parameters of a BCMP queueing network and derive the location density of vehicles. Then, we employ another queueing network in order to model opportunistic multi-hop packet forwarding along the street with respect to the specifications of MAC and routing schemes. We propose a two-mode MAC scheme suitable for DTNs with predictable mobility patterns. We also consider the effect of vehicles’ velocities and opportunistic relaying for routing schemes. In our analysis, we evaluate the average delay and the maximum stable throughput for the proposed MAC and routing schemes. In the last part of the paper, we show the efficiency of the proposed analytical approach by some numerical results and confirm our analysis by simulation.     

一种新的效用冗余混合DTN路由算法

针对容迟网络(DTN)的高延迟、间歇性连接和资源受限等特点,提出一种新的效用冗余混合DTN路由算法NHRA。根据节点的相遇频率和连通时长等信息估算消息转发效用,指定消息在网络中的最大拷贝数,根据消息转发效用结合基于二叉树的方法来分配消息拷贝任务,实现消息的多路径并行传输,在提高传输性能的同时,有效地控制了网络开销。仿真实验结果表明,与现有相关算法相比,该算法可获得更高的消息传达率,并且花费的通信开销更低。     

Look-Ahead Routing and Message Scheduling in Delay-Tolerant Networks

Routing is one of the most challenging development issues in Delay-Tolerant Networks (DTNs) because of lack of continuous connection. Existing routing schemes for DTNs provide best effort service, but are unable to optimize QoS and support message priority. In this paper, we present a Look-Ahead Routing and Message Scheduling approach (ALARMS) which exploits more accurate knowledge about various parameters regarding routing to achieve better QoS in the DTN. We assume a variation of the well-known ferry model, in which there are ferry nodes moving along pre-defined routes to exchange messages with the gateway node of each region on the route and also pass to the gateway nodes look-ahead routing information about when it will arrive at each gateway node on the route in the next two rounds and how long it will stay. The gateway nodes use this information to estimate the delivery delay of each message when being delivered by different ferries, and schedule the message to be delivered by the ferry which arrives earliest at the destination. Simulation results show that ALARMS outperforms three existing routing protocols: epidemic routing, Spray-and-Wait, and Spray-and-Focus, in terms of delay time, delivery ratio, and overhead. We also discuss five enhancement strategies on ALARMS and how ALARMS can support message prioritization.     

一种低功耗无线传感器网络多径路由优化协议

针对无线传感器网络多媒体传输应用中,单通道路由方案无法获得理想效果的问题,提出了一种低功耗多径路由优化协议(EEOR)。在这个协议中,通过邻居之间的消息交互建立最大化多路径,并引入了多路径选择机制来剔除无意义的路径。在多路径建立过程中,首先考虑降低端到端延迟,其次维护网络的能量平衡。仿真结果显示,提出的方案与其他两种路由协议相比网络生命更长、可靠性更高、端到端的延迟和控制开销更低。     

Ad Hoc网络的加权可靠路由策略

在Ad Hoc网络中,由于网络节点的移动性及拓扑结构的易变性,路由成为最受关注的问题。为了克服在路由算法中,节点的信息存储量大、路径使用效率低下、路由开支庞大等问题。提出了一种加权可靠路由策略W-RR。在该策略中,每个节点都保存稳定性、开销以及邻居节点信息,在进行选路时,对路径的可靠性进行加权,并利用定位系统在源节点和目的节点之间选择一条加权可靠性最大的路径。仿真结果表明,该路由策略在可靠性、建路时间、选路成功率、路径的开销和信息量等方面都具有较好的性能。     

基于大功率消息广播的DTMSN路由机制

提出一种基于基站大功率信号广播的延迟容忍移动传感器网络消息路由机制(High-power Broadcasting based Routing scheme,HBR)。该机制使用两个通信频率f₁ 和f₂,基站以恒定大功率在频率f₁上广播已经接收到的消息,网络中传感器节点根据基站广播信息计算自身转发概率并清理冗余消息副本,节点间利用频率f₂进行通信。为进一步提升网络性能,HBR优先传输转发阈值(M)小且生存时间短的消息,并合理进行消息队列管理。仿真结果表明,与几种经典的路由机制相比,HBR在消息传输成功率、传输延迟方面有着一定的优势。     

Cloud‐based Real‐time Outsourcing Localization for a Ground Mobile Robot in Large‐scale Outdoor Environments

Cloud robotics is the application of cloud computing concepts to robotic systems. It utilizes modern cloud computing infrastructure to distribute computing resources and datasets. Cloud‐based real‐time outsourcing localization architecture is proposed in this paper to allow a ground mobile robot to identify its location relative to a road network map and reference images in the cloud. An update of the road network map is executed in the cloud, as is the extraction of the robot‐terrain inclination (RTI) model as well as reference image matching. A particle filter with a network‐delay‐compensation localization algorithm is executed on the mobile robot based on the local RTI model and the recognized location both of which are sent from the cloud. The proposed methods are tested in different challenging outdoor scenarios with a ground mobile robot equipped with minimal onboard hardware, where the longest trajectory was 13.1 km. Experimental results show that this method could be applicable to large‐scale outdoor environments for autonomous robots in real time.     

车载社交网中基于传递概率的路由算法

在车载社交网(Vehicular Social Network,VSN)中,车辆移动速度快且行驶方向难以预测,导致网络拓扑结构不断变化,通信链路时常中断,因此在进行消息传输时丢失率和传输延迟都居高不下.为了解决上述问题,针对VSN提出了一种基于传递概率的路由算法(ProSim),利用节点间的机会式相遇来进行消息的传输,...