بهبود پروتکل مسیریابی در شبکه‌های موردی بین خودرویی بر اساس چگالی و تحرک خودروها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه برق و کامپیوتر، واحد مبارکه، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

2 گروه کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

چکیده

شبکه‌های موردی خودرویی، نوع خاصی از شبکه‌هـای اقتضائی سیـار محسوب می‌شوند. مهم‌ترین چالش‌های مرتبط با مسیریابی در این شبکه‌ها عبارت‌اند از: کاهش سربار شبکه، اجتناب از بروز ازدحام و افزایش نرخ تحویل بسته. در شبکه‌های خودرویی، انتشار و ارسال به‌موقع پیام‌های هشدار، نظیر پیام‌های پیشگیری از تصادف و وارد آمدن خسارت، پیام‌های کنترل ازدحام و پیام‌های مرتبط با شرایط جاده به وسایل نقلیة در معرض خطر، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله، روش جدیدی با نام VMDR-VANET برای بهبود مسیریابی در شبکه‌های موردی خودرویی ارائه شده است. این روش با ارسال پیام آگاهی‌دهنده به خودروهای همسایه و در نظر گرفتن معیارهای فاصله، سرعت، تأخیر و چگالی آنها، خودروی مناسب را برای ارسال بسته به مقصد انتخاب می‌کند. بعلاوه، هم برای مسیرهای مستقیم و هم ‌جهت پیش‌بینی حرکت خودرو در تقاطع‌ها قابل استفاده است. نتایج شبیه‌سازی VMDR-VANET نشان‌دهندة عملکرد مناسب این روش بوده و در ارزیابی‌ها، به‌طور میانگین، معیار نرخ تحویل بسته ۶۲ درصد، تأخیر انتها به انتها ۴۵ درصد، تعداد گام ۲۵ درصد و سربار مسیریابی ۳۰ درصد نسبت به روش‌های مشابه، بهبود داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Improving the Routing in VANETs based on Vehicle Density and Mobility

نویسندگان [English]

  • Adel Ebrahimi 1
  • Keyvan Mohebbi 2
1 Department of Electrical and Computer Engineering, Mobarakeh Branch, Islamic Azad University, Mobarakeh, Isfahan, Iran.
2 Faculty of Engineering, Department of Computer Engineering, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran.
چکیده [English]

Vehicular ad-hoc networks are a sub-category of mobile ad-hoc networks. The most important routing challenges in these networks include: reducing network overhead, avoiding congestion, and increasing packet delivery rates. In vehicular networks, on-time broadcasting and sending warning messages, such as accident and damage prevention, congestion control, and road condition messages to vehicles exposed to danger is of particular importance. In this paper, a new approach called VMDR-VANET is proposed to improve routing in vehicular ad-hoc networks. This approach selects the appropriate vehicle to send a packet to the target using an alert message to the neighboring vehicles and considering the distance, speed, delay, and density criteria. In addition, it can be used both for direct routes and for predicting the movement of vehicles at intersections. The results of the VMDR-VANET simulation show the proper performance of this approach so that on average, it has improved by 62 percent in packet delivery rate, 45 percent in end-to-end delay, 25 percent in hop count, and 30 percent in routing overhead compared to similar works.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vehicular Ad-Hoc Network (VANET)
  • Routing
  • Vehicles Density and Mobility
  • Latency Reduction
  • Direct Route and Intersection

مراجع

-خالقی­تبار، اکرم، و فرازکیش، راضیه (1396). بهبود مسیریابی برای شبکه‌های موردی بین خودرویی (VANETs) با استفاده از الگوریتم‌های الهام گرفته از طبیعت. محاسبات نرم، 6(2)،85-72.
-زندی، مینا، جهانشاهی، محسن، و هدایتی، علیرضا (1399). بهینه‌سازی مسیریابی در شبکه‌های اجتماعی خودرویی با استفاده از الگوریتم کرم شب‌تاب. مجله بین‌المللی ریاضیات صنعتی. 13(4)، 369-361.
-عرب‌نژاد، رعنا، و بابائی، شهرام (1399). ارائه یک الگوریتم مسیریابی مبتنی بر جهت حرکت و موقعیت خودروها برای شبکه‌های موردی بین خودرویی. مجله علمی رایانش نرم و فناوری اطلاعات. 9(3)، 213-206.
-مظلومی­فرد، بهاره، و حاتم­لو، عبدالرضا (1399). یک پروتکل مسیریابی آگاه از جاده برای شبکه‌های موردی بین خودرویی. روش‌های هوشمند در صنعت برق. 11(43)، 82-69.
-Ahmed, I., Rahman, K. A., & Tepe, K. E. (2014). A mobility tolerant routing algorithm for vehicular ad hoc networks. Paper presented at the 2014 27th Biennial Symposium on Communications (QBSC).
-Bhoi, S. K., Khilar, P. M., & Singh, M. (2017). A path selection based routing protocol for urban vehicular ad hoc network (UVAN) environment. Wireless Networks, 23(2),311-322.
-Cao, X., Liu, L., Cheng, Y., Cai, L. X., & Sun, C. (2016). On optimal device-to-device resource allocation for minimizing end-to-end delay in VANETs. IEEE transactions on vehicular technology, 65(10), 7905-7916.
-Cárdenas, L. L., Mezher, A. M., Bautista, P. A. B., & Igartua, M. A. (2019). A probability-based multimetric routing protocol for vehicular ad hoc networks in urban scenarios. IEEE Access, 7,178020-178032.
-Cooper, C., Franklin, D., Ros, M., Safaei, F., & Abolhasan, M. (2016). A comparative survey of VANET clustering techniques. IEEE Communications Surveys and Tutorials, 19(1), 657-681.
-Goudarzi, F., Asgari, H., & Al-Raweshidy, H. S. (2018). Traffic-aware VANET routing for city environments—A protocol based on ant colony optimization. IEEE Systems Journal, 13(1), 571-581.
-Hanan, A. H. A., Idris, M. Y., Kaiwartya, O., Prasad, M., & Shah, R. R. (2017). Real traffic-data based evaluation of vehicular traffic environment and state-of-the-art with future issues in location-centric data dissemination for VANETs. Digital Communications and Networks. 3(3), 195-210.
-Hasan, O., Miao, J., Mokhtar, S. B., & Brunie, L. (2013). A privacy preserving prediction-based routing protocol for mobile delay tolerant networks. Paper presented at the 2013 IEEE 27th International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA).
-He, Z., & Zhang, D. (2017). Cost-efficient traffic-aware data collection protocol in VANET. Ad Hoc Networks. 55, 28-39.
-Huo, Y., Dong, W., Qian, J., & Jing, T. (2017). Coalition game-based secure and effective clustering communication in vehicular cyber-physical system (VCPS). Sensors. 17(3), 475.
-Katsaros, K., Dianati, M., Tafazolli, R., & Kernchen, R. (2011). CLWPR—A novel cross-layer optimized position based routing protocol for VANETs. Paper presented at the 2011 IEEE Vehicular Networking Conference (VNC).
-Kazi, A. K., & Khan, S. M. (2021). DyTE: An Effective Routing Protocol for VANET in Urban Scenarios. Engineering. Technology and Applied Science Research. 11(2),6979-6985.
-Kumari, N. D., & Shylaja, B. (2019). AMGRP: AHP-based multimetric geographical routing protocol for urban environment of VANETs .Journal of King Saud University-Computer and Information Sciences. 31(1), 72-81.
-Li, J., Lu, H., & Guizani, M. (2014). ACPN: A novel authentication framework with conditional privacy-preservation and
non-repudiation for VANETs. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems. 26(4), 938-948.
-Mantas, N., Louta, M., Katsaros, K., & Kraounakis, S. (2017). Social CLWPR: A socially enhanced position based routing protocol for handling misbehaviour in VANETs. Paper presented at the 2017 8th International Conference on Information, Intelligence, Systems and Applications (IISA).
-Venkatramana, D. K. N., Srikantaiah, S. B., & Moodabidri, J. (2017). SCGRP: SDN-enabled connectivity-aware geographical routing protocol of VANETs for urban environment. IET Networks. 6(5), 102-111.
-Wu, J., Fang, M., Li, H., & Li, X. (2020). RSU-assisted traffic-aware routing based on reinforcement learning for urban VANETs. IEEE Access. 8, 5733-5748.
-Zhou, S., Li, D., Tang, Q., Fu, Y., Guo, C., & Chen, X. (2021). Multiple intersection selection routing protocol based on road section connectivity probability for urban VANETs. Computer Communications. 177, 255-264.
-Zhou, Y., Li, H., Shi, C., Lu, N., & Cheng, N. (2018). A Fuzzy-Rule Based Data Delivery Scheme in VANETs with Intelligent Speed Prediction and Relay Selection. Wireless Communications and Mobile Computing. 7637059.
doi:10.1155/2018/7637059
پژوهشنامه حمل و نقل
دوره 21، شماره 1 - شماره پیاپی 78
فروردین 1403
صفحه 339-354

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار