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。     

车载自组织网络中基于车辆密度的双簇头路由协议

为了降低城市环境下对转发范围内的单个车辆节点运动的感知敏感度,减少源节点到目的节点的平均跳数和传输时延,提出一种车载自组织网络中基于车辆密度的双簇头路由协议(Dual-Cluster-Head Routing Protocol Based on Vehicle Density,DCHPBD)。该路由协议根据车辆密度设置簇的大小,在同一路段簇内左右车道分别选出一个簇头,根据最大化生存期原则选择用于转发数据分组的主簇头,另外一个作为备选簇头。仿真结果表明,与CBDRP和EG-RAODV协议相比,所提出的协议簇头生存期较长,平均跳数和平均时延较小,通信性能更好。     

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.     

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.     

能量高效的无线传感器网络分簇路由协议

无线传感器网络的路由协议设计要同时关注单个节点的能耗及整个网络能量的均匀消耗。在分析现有分簇路由协议的基础上,提出一种能量高效的分簇路由协议,通过结合节点能量选举簇头,采用限制簇规模的优化簇形成算法和改进的多跳簇间转发方式,节约节点能量,平衡簇间负载。仿真结果表明,该协议能有效降低网络能量消耗,延长网络生存周期。     

基于车载网络GPSR路由协议的改进

根据车载自组织网络节点移动速度快、网络拓扑变化频繁的特点,提出基于地理位置改进的车载网络路由协议SCGP。SCGP是一种将直路转发和十字路口转发相结合的新的转发策略,在直路中采用贪婪转发算法,当在十字路口时采用方向—速度转发机制,根据车辆的移动方向和速度,预测出车辆的位置,选择可靠的下一跳节点,进而保证路由选择的可靠性。在NS2仿真平台下,采用TIGER地理信息数据库,产生真实移动城区场景和接近现实车辆移动模型,并与GPSR路由协议进行比较。仿真表明SCGP路由协议有较好的性能。     

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。     

COBRA:车载网络中基于协作的大数据传输增强机制

车载网络利用车载无线通信设备在车辆移动过程中组网.研究者们已提出了大量的路由算法用于车载网络中的多跳数据传输,但是这些算法大都假设车辆间传输带宽不受限制,从而其性能会随转发数据量的增加而降低.车载网络中用于大数据量传输的路由增强机制COBRA,利用同向行驶车辆间的拓扑稳定特性延长数据在车辆间的传输时间,利用擦除编码增加传输可靠性.实验证明,当传输数据量较大或带宽受限时,COBRA机制能以较低的开销提升现有典型车载网络路由协议的传输延时与可靠性能.     

基于QEA优化的WSNs簇间路由策略

无线传感器网络(WSNs)路由协议中采用多跳通信方式在一定程度上解决了单跳方式下簇头节点过早失能的问题,增强了网络通信的稳定性,提高网络能量的利用效率。但多跳方式使距离基站较近的簇头节点由于承担了大量数据转发任务,从而造成其过早死亡,出现网络空洞,缩短了生存周期。针对以上问题,提出基于量子进化算法(QEA)优化的分簇路由策略,通过QEA的多样性、快速收敛性、全局搜索能力强等特点,进行簇间路由的优化,从而有效均衡了簇头节点间的能耗。仿真结果表明:与经典LEACH协议和EEUC协议相比,基于QEA优化的簇间路由策略可以有效均衡簇头节点间能耗,延长网络生存周期。     

LEACH协议的簇头多跳（LEACH-M）改进算法

节能高效的实现路由转发是路由设计的一个关键点。总结了目前已有的无线传感器网络的传输路由模式,发现早先提出的LEACH协议虽是无线传感网中的低功耗自适应分层路由算法,但会造成簇头节点负载过重。成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术。提出的是基于LEACH算法的多跳路由改进算法,并在考虑簇头最优个数的选择下,通过采用簇头之间的多跳算法达到减少能量消耗、延长传感网的寿命的目的。实验表明此方法有效。     

基于城市公共交通移动模型的协作延迟容忍网络路由策略

如何利用有限的传输机会可靠地传送车载服务感知信息是智能交通发展的“瓶颈”问题,利用公共交通中车辆的运动规律,提出基于节点之间机会接触来进行消息的逐跳转发策略,同时结合公共交通系统自身的特点,设计了一种基于公共交通移动模型的协作延迟容忍网络（DTN）路由算法TF。首先,根据公共交通移动模型自身的特点,将公交、长途客车等节点按其运动路径进行分组,提出一种基于固定运动路径分组的DTN路由算法;然后,将出租车、行人类节点定义为自由节点,并设计了一种基于转发因子控制的DTN路由策略作为分组路由机制的补充。仿真结果表明,与Epidemic、Prophet以及SAW路由算法相比,TF路由算法具有较高的消息投递率和较低的平均延迟。     

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。     

一种城市环境下的地理位置路由策略改进方法

在城市环境下的VANET应用场景中, 传统的基于地理位置信息的路由算法如GPSR等存在一些问题, 本文在此基础上提出一个改进的路由协议, 通过对车辆节点网络传输负荷以及所在路段方向等状态信息进行检测, 并将此作为路由转发选择依据. 新协议选择传输延时小并且路由健壮性较强的路径进行数据转发, 有效地提高了城市环境下的路由传递效率. NS2仿真结果表明新协议具有较好的性能.     

基于智能垃圾桶的垃圾分类动态收运路径优化问题研究

针对城市生活垃圾分类收运过程中存在的环境二次污染和垃圾产生量不确定性等问题,提出了一种基于智能垃圾桶的动态收运车辆路径优化方法。建立以最小化碳排放成本、燃油消耗成本、固定成本和车辆延迟到达惩罚成本为目标的动态车辆路径优化模型。采用滚动时域的方式将动态问题转换为一系列静态问题,并设计两阶段算法进行求解。首先采用粒子群算法对收运车辆路径进行规划,而后在每个时域末,综合考虑待清运垃圾桶的位置和垃圾量、垃圾收运车辆的位置和装载量以动态调整现有车辆路径。研究结果表明,相较于传统的静态收运方案,动态垃圾收运方案能够在降低车辆运输成本和碳排放成本的同时,显著降低由于清运不及时造成的环境二次污染的风险。     

Routing using reinforcement learning in vehicular ad hoc networks

In vehicular ad hoc networks (VANETs), the frequent change in vehicle mobility creates dynamic changes in communication link and topology of the network. Hence, the key challenge is to address and resolve longer transmission delays and reduced transmission stability. During the establishment of routing path, the focus of entire research is on traffic detection and road selection with high traffic density for increased packet transmission. This reduces the transmission delays and avoids carry-and-forward scenarios; however, these techniques fail in obtaining accurate traffic density in real-time scenario due to rapid change in traffic density. Thus, it is necessary to create a model that efficiently monitors the traffic density and assist VANETs in route selection in an automated way with increased accuracy. In this article, a novel machine learning architecture using deep reinforcement learning (DRL) model is proposed to monitor and estimate the data essential for the routing protocol. In this model, the roadside unit maintains the traffic information on roads using DRL. The DRL predicts the movement of the vehicle and makes a suitable routing path for transmitting the packets with improved transmission capacity. It further uses predicted transmission delays and the destination location to choose the forwarding directions between two road safety units (RSUs). The application of DRL over VANETs yields increased network performance, which provides on-demand routing information. The simulation results show that the DRL-based routing is effective in routing the data packets between the source and destination vehicles than other existing method.     

基于路径探索的车载自组网贪婪路由算法

为了提高城市中车辆间信息的传输效率，实现车辆间的信息共享，针对目前车载自组网（VANET）中基于地理位置转发的多跳单播路由算法没有考虑城市场景的特殊性，不能很好地适应城市中车辆的高度动态性，使车辆之间的数据包可能在错误的路径上传播，造成丢包率较高、时延较长的问题，提出了一种新的基于路径探索的贪婪路由算法。首先，以数据包传输时延为标准，运用人工蜂群算法对数字地图规划出的多条路由路径进行探索。其次，优化数据包在车辆之间的多跳转发方式。仿真结果表明，与贪婪周边无状态路由（GPSR）协议和最大持续时间最小角的GPSR（MM-GPSR）改进算法比较，在最好情况下，所提算法的数据包到达率分别提高了13.81%和9.64%，而该算法的数据包平均端到端时延分别降低了61.91%和27.28%。     

Transparent and scalable terminal mobility for vehicular networks

Future public transportation systems will provide broadband access to passengers, carrying legacy terminals with 802.11 connectivity. Passengers will be able to communicate with the Internet and with each other, while connected to 802.11 Access Points deployed in vehicles and bus stops/metro stations, and without requiring special mobility or routing protocols to run in their terminals. Existing solutions, such as 802.11s and OLSR, are not efficient and do not scale to large networks, thereby requiring the network to be segmented in many small areas, causing the terminals to change IP address when moving between areas.This paper presents WiMetroNet, a large mesh network of mobile routers (Rbridges) operating at layer 2.5 over heterogeneous wireless technologies. This architecture contains an efficient user plane that optimizes the transport of DHCP and ARP traffic, and provides a transparent terminal mobility solution using techniques that minimize the routing overhead for large networks. We offer two techniques to reduce routing overhead associated with terminal mobility. One approach is based on TTL-limited flooding of a routing message and on the concept of forwarding packets only to the vicinity of the last known location of the terminal, and then forward the packets to a new location of the terminal. The other technique lets the network remain unaware for a very long time that the terminal has moved; only when packets arrive at the old PoA does the PoA send back a “binding update” message to the correspondent node, to correct the route for future packets for the same terminal.Simulation and analytical results are presented, and the routing protocol is shown to scale to large networks with good user plane results, namely packet delivery rate, delay, and handover interruption time.     

智能电网中电力线通信网络负载均衡的机会路由协议

针对智能电网（SG）中电力线通信（PLC）网络中负载均衡的问题,提出了一个自适应机会路由协议——负载均衡的机会路由协议（LBORP）。在LBORP中,所有收到数据包的候选转发节点都有机会参与到数据包的转发中,不再局限于一条路由路径,避免了流量仅从一条链路经过导致的负载不均衡现象;而且候选转发节点的转发优先级不仅考虑到转发节点到目的节点的距离,还考虑到了PLC链路的不稳定性以及流量的变化。除此之外,在LBORP中采用一种隐式确认方案,进一步减少协议的端到端时延。在仿真实验中,与基于有序树的PLC路由协议（PLC-TR）和PLC机会路由协议（PLC-OR）相比,LBORP在时延上分别降低了19.7%和45.8%,在丢包率上分别降低了23.4%和32.5%。实验结果表明,LBORP能够实现网络的负载均衡,提升网络的可靠性并减小端到端时延。