A mesh based routing protocol in vehicular ad hoc networks

This paper studies a routing protocol used in the application of collecting real-time traffic information using mobile vehicles to monitor traffic status. The biggest challenge of vehicular ad hoe network routing protocol lies in the mismatch between the direction of moving vehicles and routed data. In order to deal with this mismatch, a mesh based routing protocol with a two-tier network architecture is proposed. By using mesh nodes deployed at intersections, data can be routed through an optimized path which can improve the delivery ratio and reduce the consumption of network resources. The simulation uses the mobility model processed from the GPS data of taxis mnning in Shanghai urban areas. The result shows that the proposed protocol outperforms the existing flooding protocol.

车用自组织网络SR-ALOHA协议分析

车用自组织网络(VANET)的一个重要特点是车辆终端具有高速移动性.传统的无线局域网MAC协议适用于节点固定的网络,对移动性的支持不够.基于时隙ALOHA和预约ALOHA提出一种在高速车辆运动环境下,适合节点移动的SR-ALOHA协议,采用动态切换协议的方法适应速率变化带来的通信链路时断时续.仿真结果表明,在速率变化的环境下协议具有较高的吞吐表现、较低的端到端传输延时.

正交频分复用-车辆自组织网络跨层安全传输协议

针对现有车辆自组织网络（VANET）存在的安全隐患,提出一种多载波的跨层安全传输协议.该协议包括网络层的安全路由协议和物理层的安全频率分集接收两部分：一方面限制不相关节点对于信息传输路由的知情权;另一方面在物理层的分集接收过程中利用信道衰落特征的差异性使合法接收节点和窃听节点存在较大的信号解调性能差异,其所用的信道状态信息源于网络层向物理层的跨层透传.理论分析和系统仿真结果表明,提出的传输协议在车辆规模为1000～2000辆时,瞬时窃听节点数仅为3左右,相对于现有方法能有效地降低窃听节点数量.

适用于VANET仿真的车辆合成运动模型

车载自组网(VANET)是移动Ad Hoc网络技术在交通领域的应用,已成为智能交通系统一项非常有前景的技术。准确反映节点运动方式的运动模型对于提高仿真实验准确性至关重要。首次利用了实际的卫星地图信息,在考虑实际道路环境特点基础上实现了新的节点运动模型——车辆合成运动模型,将该模型与随机路点模型和曼哈顿模型进行了对比,并在根据西安城区卫星地图构建的仿真场景中分别采用3种节点运动模型,利用QualNet仿真平台评估了不同节点运动模型对路由协议性能的影响。结果表明,节点运动模型对协议性能影响很大,分析认为合成运动模型更适合于VANET仿真研究。

车载自组织网中条件隐私保护认证方案

针对车载自组织网(VANET)中身份认证的隐私保护问题,提出了一种车载网中条件隐私保护认证方案。首先,引入短签名技术,构造了一个新的基于身份的短签名方案。与主流方案CPAS相比,该方案降低了签名和验证过程所需的计算开销,提高了通信效率;其次,将签名者的私钥分成相互关联的两部分,有效地解决密钥托管问题,适合于车载自组织网环境;进而基于新的签名方案,提出了一种车载网中条件隐私保护认证方案,实现了条件隐私保护的身份认证功能。经理论和效率分析表明,所提方案在签名过程只需3次点乘运算,而在验证过程只需1次点乘和2次配对运算,所耗计算量少。特别地,所提方案使用加入小系数检测的批认证方法,不仅提高了认证速度还降低了误接受率。

基于SUMO的路由协议仿真研究

利用TIGER数据库,构建一个实际道路地图作为仿真场景,借助SUMO交通仿真器和NS2网络仿真平台,评估ADOV、DSR、DSDR 3种路由协议在城市场景车载自组网(VANET)中的适用性。实验结果表明,上述3种协议在城市VANET环境下,存在分组传输成功率低、归一化路由负载高、平均端到端延时大的缺点,难以满足现有城市VANET的通信需求,需要开发新的路由协议。

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。

基于链路稳定性加权的车载自组网按需路由协议

车载自组网由于网络拓扑变化快,带宽有限,易导致通信链路不稳定。传统基于跳数判据的按需路由协议主要考虑协议的时延性能,忽略了路由的稳定性。路由的不稳定会带来频繁的路由发现过程,增大网络开销,降低路由协议性能。针对车载自组织网,对经典按需路由协议AODV进行改进,兼顾考虑路由的稳定性和时延,提出了一种由链路有效时间、队列饱和度和跳数组成的综合判据,实现了一种基于链路稳定性加权的路由协议。在路由发现过程中,路由发现包携带途经每一跳的综合判据值或权重之和,以权重之和最小的路径作为路由。仿真结果表明,提出的路由协议在投递率、时延和网络开销方面均优于AODV。尤其是路由发现频率仅为AODV的70%左右,说明路由稳定性远优于AODV。

基于位置信息的车联网路由恢复方法

文章利用方向性天线的高空间复用度和高传输能力,提出了一种基于位置信息的车联网(Vehicular Ad Hoc Networks,VANETs)路由恢复方法。为了减少路由修复过程中因目标节点移动对路由修复造成的影响,该方法利用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)定位装置提供的行车参数信息,对路由修复过程中目标节点的移动轨迹进行了预测,并对目标节点位置进行修正。仿真实验表明,该方法提高了路由修复成功率,降低了路由修复延迟和路由修复开销。

VANET中一种基于多目标优化的自适应广播方案

针对车载网V ANET(Vehicular Ad hoc Network)中的广播策略,提出新颖的自动分发方案(Autonomic Dissemination Method,ADM)。通过ADM传输消息,自适应网络的密度和消息的优先级变化。在实施A DM过程中,采用两个步骤:离线优化过程和在线适应网络特性。仿真结果表明,提出的A DM方案在消息传递率、传输时延和干扰方面得到提高。

车辆自组网络中的数据下载研究

在车辆自组网络(VANET)环境中,当车辆从路边接入点(APs)下载文件时,可以利用移动节点之间的接触来携带/转发文件.本文提出了一种携带者选择算法,来增加车载下载者之间的传输速率的可能性.实验仿真表明,该方法可显著提高车载用户的下载速率.

车载自组网网络拓扑稳定性

在车载自组网中寻找相对稳定的区域有助于开发更加稳定的路由协议。通过建立理论模型分析车载自组网的网络拓扑稳定性,通过仿真实验验证理论分析的正确性。结果表明,同向行驶的车辆更容易保持网络拓扑的稳定性,路径有效时间随车辆运动方向的夹角、车辆运动速度和时间的增加而降低。

基于城市VANET网络的可用带宽估计算法研究

链路可用带宽的准确估计对于提高城市车载自组织网络性能具有重要的影响.为了提高城市车载自组织网络链路可用带宽估计的精确度,提出一种带宽估计算法VABE(Vehicular available bandwidth estimation).该算法通过分析信号受到的干扰,对信道容量进行精确估计,同时考虑节点移动性对链路带宽估计的影响,从而准确估计城市车载自组织网络的可用带宽.最后通过NS2进行仿真,表明该算法精确度更高,适合作为城市车载自组织网络中业务分配、路由选择的依据.

考虑节点交通特性的VANET分簇广播协议

结合车用自组织网络（VANET）的道路交通特点，针对车辆节点的交通行为特性，提出了一种适合VANET道路交通场景的基于综合加权的分簇广播协议。该协议在簇建立和维护过程中都充分考虑了交通规则和结点运动规律对网络的影响，力求以较小的控制开销形成稳定的分簇网络。并根据交通流理论中车头间距与速度关系模型设计了符合实际的节点移动模型以进行仿真实验。实验结果表明，采用该协议形成的分簇网络结构简单、稳定，控制开销小，同时能够保证广播的可靠性，并有效降低了网络负载，适合多种交通场景下的VANET高效广播。

基于车辆轨迹社会属性的VANETs路由算法

出租车的GPS轨迹数据在发展智慧交通方面有很大的潜力。通过分析这些数据可以发现车辆之间存在的社会关系或属性,而这些发掘出来的信息对于设计出性能更优的VANETs路由算法可以进行更好的指导。通过对GPS轨迹数据进行分析,获得了车辆节点的中心性和偏好活动区域;依据节点的这些属性,设计了基于中心性的路由和基于偏好性的路由,并进一步设计了同时考虑两者的路由,即TDSAR(Trace Data’s Social Attribute Routing,基于真实轨迹社会属性的路由);最后借助ONE作为平台,模拟路由算法并对算法的性能进行了评价。实验结果表明,在测试场景下,TDSAR算法可以在保持较小开销并保证传输延时不提高的前提下,获得较高的投递成功率。通过深入的挖掘车辆间的社会关系,有助于更好地选择中继节点,从而促进VANETs的发展。

车载自组织网络基于智能卡的安全认证方法

为满足车载自组织网络的应用安全性和实时性要求,提出一种基于智能卡的用户认证方法。研究当前几种主要用户认证方法,指出现有方法在安全性能或计算开销方面存在的不足;讨论基于智能卡的安全认证方法,描述用户注册过程、用户认证算法,以及基于邻居节点的越区切换算法;分析各种安全认证方法的安全性能和计算开销。分析结果表明,该方法可以有效提高安全性能,降低计算开销,具有可行性和有效性。

车载自组网研究

VANET是移动自组网在智能交通领域中的应用。介绍VANET的结构与属性,讨论几种用于车载自组网的无线通信技术,回顾VANET路由技术的研究进展,介绍VANET研究面临的挑战。

A Cooperative Forwarding Scheme for VANET Routing Protocols

Providing efficient packet delivery in vehicular ad hoc networks （VANETs） is particularly challenging due to the vehicle move- ment and lossy wireless channels. A data packet can be lost at a forwarding node even when a proper node is selected as the for- warding node. In this paper, we propose a loss-tolerant scheme for unicast routing protocols in VANETs. The proposed scheme employs multiple forwarding nodes to improve the packet reception ratio at the forwarding nodes. The scheme uses network coding to reduce the number of required transmissions, resulting in a significant improvement in end-to-end packet delivery ratio with low message overhead. The effectiveness of the proposed scheme is evaluated by using both theoretical analysis and computer sim-

基于模型分析的城市环境下车载移动Ad hoc网络路由协议改进策略

在Manhattan移动模型的基础上,深入分析了车载移动Ad hoc网络路由协议的性能问题.结合AODV路由协议,提出了一种可以量化分析车载Ad hoc网络路由断链率和路由负载的模型.模型分析指出,传统的移动Ad hoc网络路由协议应用于车载Ad hoc网络时性能会严重下降.针对这一问题,提出了一种基于车辆运动方向信息的类AODV路由协议DBAP,将车辆的运动方向信息作为其路由发现过程中的辅助参数,从而显著地增强了路由稳定性.仿真结果验证了模型的正确性,同时证明了本文所提出的DBAP路由协议在城市车载环境中具有较低的路由负载和路由断链率,在协议性能等方面相对于AODV协议具有显著提高.

基于安全多方计算的车载网隐私保护机制

为了解决当前车载网隐私保护机制的安全性和效率问题,基于安全多方计算理论和匿名认证协议,提出了一种新的车载网节点隐私保护方案.该方案利用线性方程组的求解理论,采用安全高效的茫然传输机制,避开了传统的计算复杂的公钥密码算法.对方案的安全性和效率分析的结果表明,新方案不仅能够解决车载网中发送者隐私、接收者隐私、匿名性、共谋攻击、重放攻击等多种安全问题,而且认证效率也得到了有效提高,在计算性能受限的物联网环境中,具有理论和应用价值.