贪婪周边无状态路由转发算法GPSR的分析及改进

分析了贪婪周边无状态路由算法GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing),并对其缺陷进行了改进。利用NS2网络模拟平台仿真实现了GPSR算法及改进的算法GPSRI(GPSR-Improved),并对两种算法的传输时延,转发跳数等重要参数进行了比较;验证了改进的算法GPSRI能更有效地传输数据。该算法降低了传输时延,减少了转发跳数,实现了多路径数据传输,保证了网络数据传输的可靠性;有效地解决了GPSR算法中出现的空洞(void)问题。

一种两跳自适应信标航空贪婪周边无状态路由(GPSR)协议

结合民用航空环境和自由飞行应用背景,针对贪婪周边无状态路由(greedy perimeter stateless routing,GPSR)固定的信标周期无法适应高度动态的移动自组网,邻居表维护准确度和控制开销无法自适应调节的问题,提出了一种基于两跳自适应信标交换算法的GPSR改进协议GPSR-TA(GPSR-two hops adaptive beacon)。NS2的仿真结果表明,在二维场景下,使用改进邻居发现机制的GPSR-TA能使节点自适应地感知周围邻居的分布,并在保证邻居发现精度的前提下自适应调整控制开销,较GPSR更适用于高动态民用航空环境。

改进的贪婪型周边无状态路由协议

对贪婪型周边无状态路由协议加以改进。在报头中加入邻居节点的移动速度和方向信息,当节点转发过程遭遇路由空洞时,据此信息预测邻居节点下一时刻的位置。若预测位置不符合贪婪转发要求,仍继续周边转发模式,否则,进入＂等待转发模式＂,即经过一个极小的等待时延后,跳转回到贪婪转发模式,以减少周边转发过程存在的大量冗余。借助仿真软件Network Simulator version 2搭建网络环境,对改进协议与原协议在节点速度为10~40m/s的情况下仿真,比较其端到端时延和平均跳数,结果显示,改进协议在给定环境中能够降低时延5%~17%,减少跳数5%左右。

能量感知的GPSR动态路由负载均衡

贪婪周边无状态路由协议(GPSR)在AdHoc和传感器网络中有广泛的应用,GPSR的路由是以距离目的坐标最近的原则进行选路的,容易形成热点路由,从而缩短网络的生存时间。基于对邻居传感器节点的能量感知,提出了有动态负载均衡能力的GPSR路由算法。该算法能够根据网络节点的能量情况动态调整路由。仿真结果表明提出的具有动态路由负载均衡能力的GP-SR算法能有效延长网络的生存时间。

一种基于GPSR协议的能量均衡路由

针对贪婪周边无状态路由(GPSR)协议存在的热点路由问题,提出了一种基于GPSR的能量均衡路由GPSR-EB。节点在路由选择过程中综合考虑邻居节点的能量水平和位置信息选择下一跳,从而使节点负载相对均衡,避免热点路由上节点的过早死亡和网络生存时间缩短。NS-2仿真结果表明:GPSR-EB在未影响数据包成功传递率的基础上实现了能量均衡,延长了网络生存时间。

自组织车联网中GPSR路由协议的研究进展

由于贪婪周边无状态路由(GPSR)对于拓扑结构频繁变化的自组织车联网(VANETs)具有最适性,为此,针对GPSR提出了许多改进协议。首先对VANETs网络层路由协议进行分类比较,然后分析和总结近年来基于位置路由协议的核心路由机制和优缺点,重点分析典型的基于位置的路由协议GPSR在城市场景中存在的问题。最后,提出了GPSR未来可能的研究策略和发展方向。

改进的基于地理位置的可靠车载网络路由协议

提出了一种新的基于地理位置信息的车载网络路由协议——GDGP。GDGP是一种包转发机制,在进行包转发时将贪婪转发与方向转发相结合,通过两个独立的消息交互机制,更新各个节点上存储的目的节点的位置信息,以确保各个节点上记录的目的节点的位置信息的一致性,进而保证路由算法的可靠性。利用NS-2仿真平台,采取接近现实车辆运动情况的节点运动模式进行实验,和已有的GPSR路由协议进行比较。仿真结果表明,改进的路由协议在城市场景中有较好的性能。

基于UWB的智能道路照明系统的设计与实现

针对目前道路照明智能化过程中存在的路灯定位不准、通信质量不佳、智能化不足等问题,基于超宽带(UWB)技术设计了一种街巷智能路灯控制系统。该系统以UWB通信技术为基础,主要由路灯管理中心、智能配电柜、LED单灯控制器组成,使用循环迭代和卡尔曼滤波实现了使用有限数量的UWB基站实现了对全部路灯的精确定位,同时设计了基于结点状态的贪婪周边无状态路由协议(GPSR)自组网路由算法将路灯形成了数据通信网。测试表明该系统的响应迅速,平均单跳延时小于150 ms,分组投递率超过了90%,组网稳定可靠,通信实时性高,有效提高了道路照明系统的智能化,同时降低了建设、运营成本。

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。

车联网中基于D-S理论的GPSR改进算法

在传统GPSR协议基础上,面对车联网节点快速移动、拓扑结构变化频繁等特点,提出综合度量节点距离、角度、速度矢量、节点密度的GPSR综合度量算法。针对在现实生活中,节点集之中可能存在的节点恶意行为导致的网络性能下降问题,无线网络波动丢包造成的疑似恶意节点行为,建立一种基于D-S证据理论的信任模型。将该模型应用于GPSR综合度量算法中,度量车联网中的节点,甄别恶意节点。仿真结果表明,该算法可有效检测恶意节点,提高了网络性能。

基于机会转发原理改进的GPSR算法

针对现有GPSR协议中边界节点消耗大、丢包严重以及在遇到路由空洞时路由效率低下的问题,提出一种基于机会转发的改进路由:O-GPSR。它使用距离、方向和邻居节点密度三个参数来计算转发决策节点传输范围内各邻居节点的判决度量值,依据度量值选择下一跳转发节点。仿真结果表明,O-GPSR能够降低端到端时延、减少路由负载、增加投包率,有效地提高了路由效率。

基于下一跳前向转发节点密度的GPSR改进协议

分析了一种适用的地理位置路由协议——贪婪周边无状态路由协议(greedy perimeter stateless routing protocol,GPSR).针对其路由空洞过多带来的投递率下降、时延增加等问题,提出了一种综合考虑接近率和下一跳节点前向转发区域密度的改进算法GPSR-D.利用网络仿真平台NS3对AODV、GPSR和GPSR-D协议进行仿真研究,结果表明基于位置的GPSR在投递率和平均时延上均较基于拓扑的AODV更好,改进后的GPSR-D在不增加平均端到端时延的基础上减少了约1/2的路由空洞数,分组投递率提高了5%.

基于路网与QoS模型的GPSR改进协议

针对传统GPSR协议在城市交通条件下多数存在链路质量低、投递率受速度影响大、低节点密度适应性差等问题,提出一种LRGR路由协议。利用道路和路口位置等信息建立路网模型,引入服务质量评估优化路径,并给出携带转发机制。选取实际道路电子地图作为实验仿真场景,并通过SUMO和NS3仿真工具对GPSR协议和LRGR协议进行不同节点密度或速度下的比较仿真,结果表明,在实际交通场景中,车辆密度与速度对路由协议投递率、端到端时延和端到端跳数影响较大,尤其在低密度和高速度情况下,协议各性能明显下降。在不同车辆密度和速度条件下,LRGR协议比GPSR协议投递率提高20%～35%,端到端时延降低5 ms～10 ms,端到端跳数减少2跳～4跳,能够适应城市车载自组织网络。

基于能量梯度改进的GPSR协议

针对贪婪周边无状态路由(GPSR)协议存在的路由热点以及能量消耗过快的情况,提出了一种基于能量梯度和距离的改进型GPSR路由协议。查询消息在沿着路由路径传输时,根据前方节点的能量和当前节点到目的节点的距离选择下一跳节点;根据能量阈值以及该节点的邻居节点数对该节点进行修正,从而均衡能量消耗。仿真结果表明:改进的GPSR协议有效延长了网络生存周期,并在网络初期有效避免数据的冗余传输。

无人机自组网中基于邻节点筛选的GPSR协议

在无人机自组网中,针对贪婪周边无状态路由(GPSR)协议中邻节点位置不准确及数据转发效率低下的问题,提出一种基于邻节点筛选的GPSR(GPSR-NS)协议。GPSR-NS协议采用失效节点筛选机制,预测邻节点当前时刻的位置,剔除已失效的邻节点,降低失效节点的数据转发概率,同时利用空洞节点筛选机制,剔除下一跳可能成为空洞的邻节点,提前避免数据转发到空洞节点处,从而建立更加稳定可靠的通信网络。仿真结果表明,与GPSR协议和MP-GPSR协议相比,GPSR-NS协议的平均端到端时延和路由开销降低了56.79%、21.94%和50.67%、38.81%,网络吞吐量提高了147.86%、102.12%。

车载自组网可信节点与可信路由分析及实现

将可信赖平台模块(TPM)芯片引入车载自组织网VANET,提出了一种有效保护地理位置信息路由协议GPSR(贪婪周边无状态路由协议)的可信安全机制,从而能够防止恶意篡改路由协议和邻居位置信息表的行为。在NS2.30下对网络真实场景进行了模拟,证实此可信安全路由协议模型是正确的、有效的和合理的。

基于冰情检测环境的无线传感器网络路由协议研究

结合冰凌测报无线传感器网络中传感器节点能量受限、节点随着冰凌的产生与流动会出现在河道断面局部观测区域的冰凌测报无线传感器网络拓扑结构不断变化这一特性,提出了对贪婪周边无状态路由协议GPSR的改进策略GFSRI(GPSR-Improved),改进算法中采用图论模型,借助网络模拟器NS2(Network Simulator 2),对GPSR算法以及改进的路由策略GPSRI进行了模拟仿真实验,对路由算法中涉及到的关键参数的相关实验数据进行了处理分析.模拟仿真实验及评估结果表明,GPSRI在数据包转发的路由跳数、源和目的节点间端到端的传输时延方面与GPSR相比有较大的性能改进.

一种高生存性的车载自组网可信路由协议

针对目前车载自组网中路由安全问题,提出一种基于经验信任的可信路由模型.该模型从客观信任的角度引入经验信任的概念作为可信度量的标准,并给出了计算节点经验信任值和信誉度的推荐方法,根据节点的经验信任值设计一种新的动态包转发规则,从而实现车载自组网的可信路由.实验结果表明,该模型较贪婪周边无状态路由(greedy perimeter stateless routing,GPSR)协议具有较高的抵抗自私节点的能力.

一种车载Ad Hoc网络的分布式位置服务路由策略（英文）

针对现有基于位置的路由协议如GPSR(greedy perimeter stateless routing)协议的性能受目的节点位置移动影响过大的问题,提出一种基于分布式位置服务的路由策略。该路由策略通过在路网中引入分布式位置服务器来协助数据分组转发,分布式位置服务器除了定时维护其辖区内车辆节点的位置信息并存入本地节点位置表外,还定时与邻居位置服务器交换本地节点位置表中的信息并保存于邻居表。基于这些节点位置信息表,在路由策略中,发送节点首先将数据分组转发至本地位置服务器,继而本地服务器根据本地节点位置表或邻居表中目的节点的相关信息做下一步的路由决策,直至将数据分组转发至目的节点。结果表明,在节点高动态移动的车载Ad Hoc网络环境中,基于分布式位置服务的路由策略能够有效提高分组投递率并降低路由开销,且更能适用于网络拓扑捷变的车载Ad Hoc网络。