Adaptive-PGRP: الگوریتم مسیریابی در شبکه‌های VANET بر اساس الگوریتم PGRP با ارسال تطبیقی پیام های Hello

الموضوعات : سامانه‌های پردازشی و ارتباطی چندرسانه‌ای هوشمند

ربابه غفوری وایقان ¹ , رضا اکبری سفیده ²

1 - 1. استادیار، گروه کامپیوتر، واحد شهرقدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - گروه کامپیوتر، واحد شهرقدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

تاريخ الإرسال : 27 الخميس , ربيع الأول, 1445 تاريخ التأكيد : 07 الثلاثاء , جمادى الأولى, 1445 تاريخ الإصدار : 09 الجمعة , جمادى الثانية, 1445

الکلمات المفتاحية: VANET, مسیربابی, بسته Hello, الگوریتم PGRP,

ملخص المقالة :

مسیریابی در شبکه های بین خودرویی به دلیل سرعت خودروها و تغییرات سریع شبکه، یک مساله چالش برانگیز است. در این شبکه ها الگوریتم‌های مسیریابی جغرافیایی دارای محبوبیت بیشتری بوده و توجه بیشتری را به خود جلب کرده اند. کارآیی الگوریتم های مسیریابی جغرافیایی به دو عامل استراتژی انتخاب بهترین همسایه و چگونگی مدیریت کردن تحرک گره های همسایه از طریق روال ارسال پیام های Hello بستگی دارد. انتشار پیام‌های Hello، منجر به مبادله ی بسته های بسیار و افزایش سربار شبکه و حتی باعث اشباع کانال و افزایش احتمال تصادم بسته های داده می شود. در این مقاله با هدف کاهش نرخ ارسال پیام‌های Hello، نرخ ارسال این پیام ها براساس عوامل سازگار با مشخصه های شبکه های بین خودرویی مانند ازدحام و طول عمر پیوند ها به صورت تطبیقی تنظیم می‌شود. با به کار بردن روش پیشنهادی بر روی الگوریتم PGRP(Predictive Geographic Routing Protocol)، نرخ ارسال بسته های Hello در این الگوریتم با توجه به شرایط شبکه تنظیم می‌شود. در نتیجه پیام‌های سربار کنترلی کاهش می یابد و کیفیت خدمات در شبکه بهبود می‌یابد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی در سناریوهای مختلف باعث بهبود عملکرد پروتکل PGRP شده و ضمن افزایش نرخ تحویل بسته، تاخیر انتها به انتها و سربار کنترلی را کاهش می‌دهد.

المصادر:

[1] A. Kumar Goyal, G. Agarwal, A. K. Tripathi and S. Girish, "Systematic Study of VANET Applications, Challenges, Threats, Attacks, Schemes and Issues in Research," in Green Computing in Network Security, Taylor & Francis, 2022, p. 20.
[2] K. Bayad, E. H. Bourhim, M. Rziza and M. Oumsis, "Comparative study of topology-based routing protocols in vehicular ad hoc network using IEEE802.11p," in 2016 International Conference on Electrical and Information Technologies,IEEE, 2016.
[3] J. Liu, J. Wan, Q. Wang, D. Pan, K. Zhou and Y. Qiao, "A survey on position-based routing for vehicular ad hoc networks," Telecommunication Systems, vol. 62, pp. 15-30, 2016.
[4] J. B. Kenney, "Dedicated Short-Range Communications (DSRC) Standards in the United States," Proceedings of the IEEE, vol. 99, no. 7, pp. 1162-1182, 2011.
[5] S. A. A. Shah, E. Ahmed, F. Xia, A. Karim, M. Shiraz and R. M. Noor, "Adaptive Beaconing Approaches for Vehicular Ad Hoc Networks: A Survey," IEEE Systems Journal, vol. 12, no. 2, pp. 1263 - 1277, 2018.
[6] R. Karimi and S. Shokrollahi, "Predictive geographic routing protocol for VANETs," Computer Networks, vol. 141, pp. 67-81, 2018.
[7] A. T. Amaya, A. A. P. Pohl, M. S. Fonseca and R. Lüders, "Traffic-Aware Beacon Interval for Position-Based Protocols in VANETs," in 2022 IEEE Latin-American Conference on Communications (LATINCOM), 2022.
[8] A. Khan, A. A. Siddiqui and F. Ullah, "VP-CAST : Velocity and Position-Based Broadcast Suppression for VANETs.," IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems., 2022.
[9] V. Singh, K. Sharma and H. Verma, "ABNT: Adaptive beaconing and neighbor timeout for geographical routing in UAV networks," Peer-to-Peer Netw. Appl., 2022.
[10] O. i. Alzamzam and I. Mahgoub, "Link utility aware geographic routing for urban VANETs using two-hop neighbor information," Ad Hoc Networks, vol. 106, 2020.
[11] R. K. Jaiswal, "Position-based routing protocol using Kalman filter as a Prediction module for vehicular ad hoc networks,," Computers and Electrical Engineering, vol. 83, 2020.
[12] Z. Squalli Houssaini, I. Zaimi, M. Drissi and M. Oumsis, "Trade-off between accuracy, cost, and QoS using a beacon-on-demand strategy and Kalman filtering over a VANET," Digital Communications and Networks, vol. 4, no. 1, pp. 13-26, 2018.
[13] A. Hassan, A. Abdullah and O. Kaiwartya, "Multi-metric geographic routing for vehicular ad hoc networks," pp. 2763-2779, 2018.
[14] Y. Zhang, M. Wang, J. Wang and A. Zhan, "Research on adaptive beacon message broadcasting cycle based on vehicle driving stability," Network Managment, vol. 31, no. 2, 2021.
[15] N. i. Dharani Kumar and B. Shylaja, "AMGRP: AHP-based Multimetric Geographical Routing Protocol for Urban environment of VANETs," Journal of King Saud University - Computer and Information Sciences, vol. 31, no. 1, pp. 72-81, 2019.
[16] A. Huang and M. Motani, "A geographical segment architecture for connected vehicle networks, Vehicular Communications," Vehicular Communications, vol. 19, 2019.
[17] J. Aznar-Poveda, A. García-Sánchez and E. Egea-López, "Approximate reinforcement learning to control beaconing congestion in distributed networks," Scientific Reports, vol. 142, 2022.
[18] M. Naderi, F. i. Zargar and M. Ghanbari, "Adaptive Beacon Broadcast in Opportunistic Routing for VANETs," Ad Hoc Networks, vol. 86, pp. 119-130, 2019.
[19] A. Boukerche, C. Rezende and R. W. Pazz, "Improving Neighbor Localization in Vehicular Ad Hoc Networks to Avoid Overhead from Periodic Messages," in GLOBECOM 2009 - 2009 IEEE Global Telecommunications Conference, 2009.
[20] Q. Zhang, H. Zhang, X. Du, Z. Zhou, S. Su and R. Jin, "Contention-based adaptive position update for intermittently connected VANETs," in 2014 IEEE Global Communications Conference, 2014.
[21] S. Sharma and M. Panjeta, "Optimization transmit rate-based decentralized congestion control scheme in vehicular ad hoc networks," in AIP Conf. Proc, 2022.
[22] M. Elappila, S. Chinara and D. R. Parhi, "Survivable Path Routing in WSN for IoT applications," Pervasive and Mobile Computing, 2018.
[23] W. Su, S.-J. Lee and M. Gerla, "Mobility Prediction and Routing in Ad Hoc Wireless Networks," International Journal of Network Management, vol. 11, no. 1, pp. 3-30, 2001.
[24] S.-S. Wang and Y.-S. Lin, "PassCAR: A passive clustering aided routing protocol for vehicular ad hoc networks," Computer Communications, vol. 36, no. 2, pp. 170-180, 2013.
[25] T. l. Issariyaku and E. Hossain, Introduction to Network Simulator NS2, Springer, 2009.
[26] M. Fiore, J. Harri, F. Filali and C. Bonnet, "Vehicular mobility simulation for VANETs," in Annual Symposium on Simulation, 2007.
[27] D. Krajzewicz, G. Hertkorn, C. Feld and P. Wagner, "SUMO (Simulation of Urban MObility); An open-source traffic simulation," in 4th Middle East Symposium on Simulation and Modelling, 2002.