基于路网与QoS模型的GPSR改进协议

合集下载

路由协议设计

灵活性和可扩展性
由节点的移动、加入或者离开带来的网络拓扑变化只反映在邻居节点的邻居表信息更新中，这使GPSR 协议具有良好的灵活性和较强的可扩展性
热点路由问题
GPSR在贪婪转发模式下，节点仅选择距目的节点最近的邻居节点作为下一跳。此时若无线传感器网络中存在热点数据源，就会在热点数据源周围形成一条或者多条热点路由，热点路由会导致路由上的节点过早死亡，造成网络生存时间的缩短。
定义1: 当前节点S的某个邻居节点Ni距离目标节点更
数据分组的处理步骤
网络中的当前节点S接收到数据分组后： 1) 查找邻居表，判断目的节点是否是邻居节点，如果是，则直接传递给目的节点; 否则，进入步骤(2); 2) 记录当前节点到目的节点的距离dis，计算出邻居节点Ni到目标节点的距离Di，根据找出Di＜dis的有效节点集{N1，N2，…，Nk}，k为有效节点个数。若k为0，则进入边界转发模式; 否则，进入步骤(3);
GPSR 协议特性
高效性、完备性
高效性源于贪婪转发，完备性源于边界转发模式能够避免路由失败。
有限状态路由
只有2 种路由状态，且节点不存储路由状态信息，这使它的数据包路由内存开销是最小的。
不进行洪泛请求
GPSR 与LAR和GRA不同，在贪婪转发失败时，不进行洪泛请求，这样减轻了网络负载。
数据分组的处理步骤
3) 计算出本地有效能量均值EL，然后根据能量阀门α去掉符合ELi＜αEL的过度使用节点。计算出剩余的有效节点能量水平ELi与到目的节点的距离Di的比值，选取邻居节点 Ni=max(ELi /Di) 作为下一跳，设置 dis=Di。
GPSR改进协议分析
GPSR改进贪婪转发时在有效节点集中选择下一跳，保证了协议的贪婪模式的高效性和无环性。在有效节点集为空时，进入边界转发模式，保证了协议的完备性和健壮性。在贪婪转发选择下一跳时，若有多个有效节点供选择时，利用能量阀门α对能量过度消耗节点进行保护，同时也减小了节点选择下一跳时的计算量。

车载网络GPSR路由算法的改进

ｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｖｅｈｉｃｌｅｎｅｔｗｏｒｋｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｎｏｄｅｍｏｖｅｓｆａｓｔａｎｄｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｙｃｈｎｇａｅｓｆｒｅｑｕｅｎｌｙｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒｉｔｅａｓｉｌｙｌｅｅｄｓｔｏｐａｃｋ－
ｓｃｎｆｒｏｍｔｈｅห้องสมุดไป่ตู้ ｎｄｅｏｓｔｈａｔｍｏｖｅｓｌｏｗｅｒａｎｄｓｔａｂｌｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｏｖｉｎｇｓｐｅｅｄｏｆｎｏｄｅｓａｎｄｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｎｄｅｏｓｆｏｒｍａｉｎｔａｉ —
ｎｉｎｇｒｅｌｉａｂｉｌｉｙｔｏｆｒｏｕｔｅｓｅｌｅｃｉｔｏｎ．Ｔｈｅｏｅｔｒｉｃａｌａｎａｌｙｅｓｓｓｈｏｗｔｈａｔｈｅｔｓａｂｔｌｅｎｏｄｅｃｈｏｓｅｎａｓａｒｅｌａｙｎｄｅｏｃｎａｐｒｏｍｏｅｔｔｈｅｒｏｕｉｔｎｇｄｅｌｉｖｅｒｙ
第２７卷第４期２０１７年４月
计算机技术与发展
ＣＯＭＰＵＴＥＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ
Ｖ０１．２７Ｎｏ．４Ａｐｒ．２０１７
车载网络ＧＰＳＲ路由算法的改进

一种贪婪地理路由协议的改进算法

一种贪婪地理路由协议的改进算法摘要：贪婪转发策略广泛应用于无线传感网络（WSNs）的地理路由协议中，但是，该协议存在数据包丢失严重以及在遭遇路由空洞时路由效率低下的不足。

为此，提出一种贪婪地理路由协议的改进算法，记为GPSR?I算法。

GPSR?I算法在选择下一跳转发节点时，利用节点离目的节点距离、方向以及节点密度信息计算度量值，然后依据该度量值决策下一跳转发节点。

仿真数据表明，与GPSR相比，GPSR?I 算法能够有效降低平均端到端传输时延、路由开销，并提高了数据包传输率。

关键词：无线传感网；路由；GPSR；度量值；贪婪转发中图分类号：TN915.04?34；TPT393 文献标识码： A 文章编号：1004?373X（2016）11?0016?05Abstract：The greedy forwarding strategy is widely used in geographic routing protocol of wireless sensor networks （WSNs）. Since the protocol has the problem of low routing efficiency in cases of routing void and serious packet loss，an improved algorithm of greedy perimeter stateless routing （GPSR?I）is proposed. The distance and direction from thetarget node and node density information are used to calculate the measurements when the GPSR?I algorithm is used to select the next?hop forwarding node，and then the next?hop forwarding node is determined. The simulation results show that，in comparison with the GPSR algorithm，the GPSR?I algorithm can effectively reduce the average end?to?end transmission delay and routing overhead，and improve the packet transmission rate.Keywords：WSNs；routing；GPSR；measurements；greedy forwarding0 引言无线传感网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）被广泛应用于各类行业，如环境监测、战场勘察、健康医疗以及灾难管理。

基于地理路由协议GPSR的研究和改进

基于地理路由协议GPSR的研究和改进
韩连胜;罗卫兵;李南翔
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2007(43)36
【摘要】分析了地理路由协议GPSR的特性,并针对GPSR协议在遇到空洞时,贪婪算法失效而出现的消耗过多能量的情况,提出了一种简易的能量改进策略,以减少由于GPSR协议中周围模式引起的过多的跳跃.基于这种策略,提出了一种改进的地理路由协议.在路由子集节点被动获得的局部网络信息的帮助下,此协议能裁减路由线路,以减少由GPSR的周围模式引起的很大一部分跳跃.
【总页数】3页(P160-162)
【作者】韩连胜;罗卫兵;李南翔
【作者单位】武警工程学院研究生队,西安,710086;武警工程学院通信工程系,西安,710086;武警工程学院研究生队,西安,710086
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于GPSR协议的一种改进车载网路由协议 [J], 张好;郑世慧;杨榆
2.GPSR地理路由协议中sinkhole攻击及其入侵检测方法的研究 [J], 降帅
3.基于极大转发角的地理位置路由GPSR算法改进 [J], 孙焘;韩宁;冯林
4.基于车载网络GPSR路由协议的改进 [J], 姚坚;彭好佑;魏应彬
5.基于车载网络GPSR路由协议的改进 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

车载Ad Hoc网络GPSR协议的改进

车载Ad Hoc网络GPSR协议的改进韩波;廖劲光;廖惜春【摘要】介绍了几种常见的车载自组织网络路由协议,改进了GPSR协议,通过建立网络模型分析比较,证明改进型的GPSR协议在路由复杂度以及能耗等方面优于原GPSR协议.【期刊名称】《五邑大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(023)001【总页数】6页(P63-68)【关键词】自组织通信网络;车辆通信;路由协议【作者】韩波;廖劲光;廖惜春【作者单位】五邑大学,信息学院,广东,江门,529020;五邑大学,信息学院,广东,江门,529020;五邑大学,信息学院,广东,江门,529020【正文语种】中文【中图分类】TP393车载Ad Hoc网络（VANET）[1，2]是专门为汽车间通信设计的自组织通信网络. 其设计目标是建立一个汽车间通信的平台，为司机和旅客提供方便，并提高交通安全. 由于车辆通信网络的节点处于高速运动，网络拓扑时刻在变化，需选择能适应周边环境多样性的Ad Hoc通信技术. 将Ad Hoc通信技术应用于车辆通信还可以避免传统的Ad Hoc所遇到的功耗问题. 此外，汽车内部有足够的空间安装收发模块等通信设备，由车载GPS所提供的地理位置信息能将Ad Hoc通信系统基于位置信息的路由策略的实现变得更为简洁. 但是，VANET的应用会对Ad Hoc技术提出一些更高的要求.本文将重点介绍VANET中的一种地理路由（Greedy Perineter State-Less Routing，GPSR）协议，并且针对该协议在数据转发模式上的缺陷，提出改进策略，以降低GPSR协议的路由复杂度和能量消耗，使GPSR 协议更加适合城市场景.VANET可以实现车辆间、车辆与路边节点间的多跳无线通信[3]. 道路上行驶的车辆，如安装了无线通信模块就可以和附近行驶的车辆实现通信，还可以借助安装在路边的通信基础设施实现和交通控制中心的通信. VANET道路通信示意图如图1所示. 由图1知，车A和B，B和C，C和D，C和E，E和F可直接通信，B不能直接与F通信，但可以通过C和E中转，E还可以通过路边通信设备与控制中心通信，或者接入Internet.基于自组织网络的VANET在单独组网时，不需要专门设立无线基站，当需要与交通控制中心通信时，可利用路边交通通信设施实现信息交换. 在不具备交通专用网络基础设施的情况下，仍然可以通过公用无线通信网络（如GPS、GPRS等）提供通信支撑，从而拓宽VANET的应用环境；自组织的组网方式快速灵活，高速行驶的车辆之间可以直接通信，数据传输时延小，适用于紧急情况下向附近的终端发送警告信息和辅助驾驶等与安全相关的信息；自组织组网不需要建立和维护基础设施的费用，所以通信成本和网络复杂度都比较小，便于车载通信系统的产业化. 作为末端子网接入现有网络时，子网内部的通信不经过基础设施，减轻了基础设施的业务载荷，使更多的终端能够连接到同一个基础设施上，提高了网络容量和效率. VANET交通信息的实时服务[4]是车载通信系统的主要特征. 实时服务要求通信系统要有极快的系统响应、极小的系统时延；因为车载终端是自由移动的，并且可能随时离开网络，所以网络的拓扑结构将随时变化，这对路由的稳定性、网络的吞吐量、传播时延等都有很大的影响.由于VANET拓扑的频繁变化、节点移动速度快，路由技术成为研究VANET的重点之一. 目前，在VANET中使用的路由协议大致可以分为3类：1）基于拓扑的路由(Topology-Based Routing, TBR)协议，根据是否持续维持一条源到目的节点的路径，采用先应(Proactive)式或反应(Reactive)式的方法建立路由.2）基于位置的路由(Position-Based Routing, PBR)协议[5]1666，它不需要路由表或存储路径，每个节点仅需要获知相邻节点和目的节点的位置信息来决定它的下一个节点，这类路由协议能更好地适应网络大小和拓扑结构的变化，因此在VANET中主要使用基于位置信息的路由协议.3）基于地图的路由(Map-Based Routing, MBR)协议，目前尚未有人提出具体的协议，然而从VANET的特点来看，应用于VANET的路由协议可以利用车辆的特性，例如车载GPS系统和电子地图. 未来VANET的路由协议的发展方向应该是位置与电子地图相结合的基于地图的路由协议.根据适用场合和包转发策略的不同，基于位置的VANET路由协议主要分为地理源路由(Geographic Source Routing，GSR)协议、基于GPSR的广播协议、RLS的路由协议、限制洪泛区域的Geocast路由协议和空间感知的包路由(Spatial Aware Routing, SAR)协议[6].2.2.1 GSR协议GSR协议应用于城市场景[7]. 它通过位置服务获取目的节点的位置信息之后，需要额外利用电子地图的信息计算出从本节点到目的节点的最佳路由，路由计算的算法选择Dijkstra最短路径算法，信息在节点间的传递仍使用贪婪转发. 为了增大路由策略的灵活性，中间节点在数据包到达后可以利用Dijkstra最短路径算法重新计算最佳路由，以降低路由复杂度. 节点通信半径大于500 m，它与传统的自组网路由协议DSR、AODV相比，具有较好的包传送率、低带宽利用率等，但没有考虑在2个连续的交叉点之间是否有足够的车辆来保持连通性.2.2.2 SAR协议基于PBR协议能够在密集的Ad Hoc网络中提高包传送率，但是在具有拓扑空洞的网络中，其路由性能将变得很差[2]43. 所谓拓扑空洞，指数据包到达某个节点时，该节点没有比自己离目的节点更近的相邻节点，因此，地理转发在这种情况下可能失败. 根据拓扑空洞存在的时间，分为临时拓扑空洞和永久拓扑空洞. 临时的拓扑空洞主要由于节点运动引起，存在时间相对较短，但是道路结构限制会导致永久拓扑空洞. 当一个节点遇到拓扑空洞时，必须采用一定的恢复策略来进一步的转发.但对于永久性拓扑空洞，该方法存在2个问题：1）由于地理转发的无状态特性，只要拓扑空洞存在，每一个数据包到达拓扑空洞都将利用恢复策略进行转发. 频繁地使用恢复策略将导致路由性能下降；2）平面图的方法严格要求无线传输范围相同，但在实际中由于障碍物和干扰使得该条件不能成立.针对路由空洞的障碍，提出一种SAR协议. 该协议采用了基于图的空间模型，模型图中的点是从地理信息系统的可用信息中提取出来的，代表道路网络中的一些重要参考点，模型图中的边表示参考点之间的连接. 通过编写一个地理数据文件(Geographic Data Files)语法分析器，可从空间模型图中提取道路的相关信息. 2.2.3 GPSR协议目前研究中出现较多的是GPSR协议[5]1666. 该协议中，节点在发送数据前不寻找路由，不保存路由表，移动节点直接根据位置信息（包括自己的、相邻节点的以及目的节点的位置信息）制定数据转发决策，数据分组中通常携带目的节点的地理位置信息. 网络中相邻节点间通过周期性广播分组获得其它节点的位置信息，源节点或中间节点根据这些位置信息，将数据分组传送给一个或多个距离目的节点更近的邻节点.GPSR协议在数据包的转发策略上有2种方式：贪婪转发和周围模式. 算法总是尽可能使用贪婪转发策略，除非到达局部极值点无法使用贪婪转发. 每个转发节点都只选择距离自己目的节点更近的节点作为下一跳节点，这个过程不断重复，直到到达目的节点.如图2所示，节点S的传输半径为R，假设S是源节点，D是目的节点，贪婪转发策略有：1）节点方向的最远转发（Most Forward Within R, MFR），即向传输范围内的距离目的节点方向最远的相邻节点传输. 在图2中，MFR策略下的下一跳节点为X. 2）节点方向的最近转发（Nearest Forward Within R, NFR），即向着目的节点方向的最靠近S的相邻节点为下一跳. 在NFR策略下，图2中的Y节点是下一跳转发节点.3）最接近源节点到目的节点的直线转发（Closest to the Straight Line, CSL），即选择源节点与目的节点直线上的离源节点最近的节点为下一跳节点，在CSL策略下，图2中的Z为下一跳节点.当以上3点都无法满足时，贪婪转发就会失败，如图3所示，节点A通过贪婪转发找不到下一跳节点，GPSR转入周围转发模式.周围模式下，GPSR采用右手准则确定下一跳节点，如图4所示. 采用右手准则，图4中节点转发顺序应该是A→B→C. 而在图3中，当节点A将数据包转发到节点B时，B不满足贪婪转发的条件，继续以周围模式选择下一跳X，节点X比节点A距离目的节点D近，因此节点X以贪婪模式转发，选择下一跳D，从而将数据包传送到目的节点D.GPSR协议在高速公路上有良好的性能，但是在城市环境中存在一些缺陷. 1）由于街道两边有很多建筑物，使本来在物理位置上通信的节点变得不能直接通信. 而GPSR协议的平面化方法仅根据节点的实际地理位置来简化的，因此可能造成网络的分离；2）在同一街道上，车辆的平面化将导致数据包不能发送到离它最远的相邻节点；3）由于节点运动，GPSR协议的周边模式可能形成路由环路.针对GPSR协议在城市道路环境中存在的缺陷，本文提出了一种改进型的GPSR 协议.在GPSR协议中，如果节点对发送的数据包进行侦听，同时在数据包的报头里增加该数据包从源节点到当前节点所经历的跳数，那么在数据包发送过程中，可以避免因应用右手准则而产生的冗余路径，使路由更加简洁、健壮. 如图5所示，源节点的相邻节点为和，目的节点为，在节点向它的相邻节点发送一个数据包后，如果稍后侦听到另一个相邻节点转发了相同的数据包，则可以得出：同时也为的相邻节点，并且距离比更近，因此与将直接建立路由连接. 执行这个简易的策略，只需要每个节点保存很少的被动状态信息，就可鉴别数据包是否为已转发过的数据.设数据包的当前模式表示为.mode，数据包到达之前经历的跳数计为.hop. 如果发送数据包到，则.next=. 如果曾经进入过周围模式，上一次进入周围模式所处的节点记为.L. 基于上述策略的GPSR改进协议，在按照GPSR协议的步骤传输完第一个数据包后，节点在接收到数据包之后运行下面的步骤：1）如果=，则.hop=0；否则.hop=.hop+1，.hop =.hop.2）如果不是，则传送到；否则，结束传送.3）如果侦听到节点(∈())传送相同的包，并且.hop>hop，则=.4）当相同连接的下一个包传到，重新计算它的.hop.在改进协议中，对于第一个数据包，节点先按照GPSR协议的步骤寻找路由. 设数据包标识为=<,,>（是保证路由不出现环路的标识）. 针对一个特定的连接，在周围模式路由下，节点记录了数据包的下一跳路由，并记录了到达节点前数据包所经历的跳数. 节点如果过了一定时间后没有收到这个连接的下一包，就丢弃.next 和.hop. 在传送包之前，节点将.hop编码到的报头里. 改进GPSR协议算法流程图如图6所示.为了比较改进型GPSR协议与GPSR协议之间的性能，对两者的路由发现过程进行分析如图7所示，建立一个11个节点的VANET模型，节点A和节点K分别是源节点和目的节点，短虚线弧的半径就是A到K的距离，点虚线弧半径表示A的传输半径，两者交叉区域是空洞区域. 依据GPSR协议，当源节点A向目的节点K 传送一个数据包时，由于A没有比它自己更接近K的相邻节点，所以数据包进入周围模式，数据包将先后经过B、C、D、E和F，然后到达G；当数据包到达G 时，它所在的地理位置比A更接近K；在节点G，数据包转入贪婪模式，然后经过I、J最后到达节点K. 其路径如图8所示.改进型GPSR协议优化的路径如图9所示. 当第一个数据包按GPSR协议转发时，节点侦听信道信息，在它转发这个数据包后标识可能的路径. 结果A将侦听到该数据包在节点C，继而在节点F转发，因此它设定F为A.next. 节点B也将设定B.next到F，即节点A侦听到它发给节点B的数据包最终还是会发送到节点F，那么节点A就可以确定它直接将数据包发送到节点F是一条比由节点B转发更为简洁的路径，因此状态信息B.next将被丢弃. 同理，节点C会先设定节点E为C.next，然后丢弃该状态信息. 在节点I发送这个包后，节点F设定它的下一跳为I. 因此，从节点A开始，后续包将依次经过节点F、I、J，然后到达目的节点K.相对于GPSR协议，改进型GPSR协议做了如下改动：在数据包的报头里添加了该包的跳跃次数.hop；在周围模式下节点有3种状态(.hop，.next和.id).由上面的例子还可以看出，改进型GPSR协议有以下优点：1）减少了数据包的传输次数，从而降低了路由复杂度和能量消耗；2）改进型GPSR协议没有多余的环路.在VANET中，GPSR 是一种健壮的地理路由协议，但是当使用贪婪模式无法继续发送数据包时，协议将转入周围模式，采用右手准则发送数据包，右手准则虽然能使数据包继续向目的节点方向传送，但路由的冗余度增加. 本文研究了一种更有效的改进型GPSR协议，可以减少由GPSR协议发送路由的信息跳跃次数. 在出现空洞区域时，改进型GPSR协议转为周围模式，在发送第一个包后，路由协议依据该包报头记录的路径信息，可以迅速地找到一条更短的路由，因而保证后续数据包经过很少数目的跳跃而传输到目的节点，既降低了路由的复杂度，增强了路由的健壮性，又降低了路由的能量消耗.【相关文献】[1] 常促宇，向勇，史美林. 车载自组网的现状与发展[J]. 通信学报，2007, 28(11): 116-125.[2] 周克琴，彭玉旭. Ad Hoc网络在车辆间通信协议的应用研究[J]. 数据通信，2004(4): 42-45.[3] 孙熙，李夏苗. VANET在城市交通管理中的应用[J]. 陕西科技大学学报：自然科学版，2008, 26(2): 107-109.[4] 陈林星，曾曦，曹毅. 移动Ad Hoc网络：自组织分组无线网络技术[M]. 北京：电子工业出版社，2006.[5] 彭玉旭，张力军. 一种新的Ad Hoc网络中基于位置的路由协议[J]. 电子与信息学报，2006, 28(9): 1666-1669.[6] SUNDARESAN K, ANANTHARAMAN V, HSIEH H Y, et al. ATP:A reliable transport protocol for ad-hoc networks[C]// Proc of the ACM MobiAd Hoc. Annapolis: ACM Press, 2003: 64-75.[7] 张检保，廖惜春. Ad Hoc网络路由协议的研究与仿真分析[J]. 五邑大学学报：自然科学版，2007, 21(1): 61-65.。

车联网中基于D-S理论的GPSR改进算法

络性能。
关键词：车联网；贪婪周边无状态路由；路由协议& DS证据理论；信任模型中图法分类号：TP309. 7 文献标识号：A 文章编号：1000-7024 (2019) 09-2411-05 doi： 10. 16208/j. issnl000-7024. 2019. 09. 003
Improved GPSR algorithm based on D-S theory in VANET
摘要：在传统GPSR协议基础上！面对车联网节l快速移动、拓扑结构变化频繁等特1,提出综合度量节l距离、角度、速度矢量、节1密度的GPSR综合度量算法。针对在现实生活中！节1集之中可能存在的节1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1行为！建立一种基于DS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1,甄别恶意节1。仿真结果表明，该算法可有效检测恶意节1,提高了网
YANG Jian-xi12, ZHANG Yue12, LIU Bo-ya1, XU Ping12, CHI Ya-ping12
(1. Department of Communication Engineering, Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, Chห้องสมุดไป่ตู้na； 2. Key Laboratory of Network Assessment Technology, Institute of Information Engineering , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100093 , China)
perimeter stateless routing , GPSR)2* 算法由于其独特的优

面向车载网络改进的GPSR路由算法

面向车载网络改进的GPSR路由算法
黄祎;曾孝平
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2013(0)36
【摘要】针对车载网络GPSR的路由空洞问题,分析了现有策略的不足。

为此,提出改进的GPSR路由算法。

在改进的GPSR算法中,当节点已达到局部优化,即贪婪算法无法传递数据包,就利用邻居节点竞争方式转发数据包,并基于邻居节点的权值,选取最优的下一跳节点。

仿真结果表明,改进的GPSR算法在数据传输率、端到端传输时延、路由长度方面均有较好的性能。

【总页数】6页(P10971-10976)
【关键词】车载网络;地理位置路由;贪婪转发;边界转发
【作者】黄祎;曾孝平
【作者单位】重庆电子工程职业学院通信工程学院;重庆大学通信工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.车载网络GPSR路由改进算法 [J], 黄成兵
2.面向车载自组织网络路由的轨迹预测算法 [J], 黎阳;王哲;张楚文;戴惠辰;徐文佺;姬雪枫;万颖;刘斌
3.基于车载网络GPSR路由协议的改进 [J], 姚坚;彭好佑;魏应彬
4.车载网络GPSR路由算法的改进 [J], 龚丁海
5.基于车载网络GPSR路由协议的改进 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于双阈值和夹角的改进GPSR协议

3
IGPSR协议算法流程
算法描述
步骤 1：初始化网络。将一定量的传感器节点随机播撒在特定区域中，实现对
其实时监测。
步骤 6：判断当前节点是否为目的节点。若当前节点是目的节点，进入步骤 7；否则，循环步骤 4，直到为当前节点为目的节点。步骤 7：完成路由路径的建立。此时，事件区域内的数据分组沿路由路径进行传输。
按照此过程，一次判
断直至到达目的节点。
完成路由路径的建立。
（2）数据传输阶段
路由维护策略
（a）初始路由
（b）本地维护发起
（d）新路由建立
（c）本地维护应答
路由维护策略
（a）初始路由
（b）本地维护发起
路由维护策略
若E符合转发条件，如右图（c）所示，向M返
回消息，并通知 M 的上一跳 B ，随后进入等待；
如图所示，S为当前节点，A，B，C，D，E，F，G为
S的邻居节点，则S的候选邻居表为{A，B，C，E}。
S邻居节点分布图
根据节点的位置信息，计算筛选后的节点与目的节点之间形成的偏移角，找出偏移角最小的作为下一跳路由，依次判断直至将数据传输到目的节点。
邻居节点夹角图
利用二维欧几里得距离公式，求出线段SA，SD， AD长度。邻居节点夹角图
启边界转发模式。假设存在一条连接S和D的射线，根据射线方向，利用右手法则，使数据沿图中箭头方向传播，直至将信息传送给D或者路由在空洞解决后重新回到贪婪转发方式。
GPSR协议选择距离目的节点最近的邻居节点作为下一跳进行数据的转发，
比较容易实现，但会导致网络中节点能量分布不均匀，主要原因如下：（1）当前节点转发分组时，只考虑其邻居节点与目的节点之间距离，而对其能量信息没有考虑；（2）采用贪婪算法进行下一跳路由的选择时，当当前节点与目的节点之间的距离之间比较远时，需要经多次中间节点的分组转发，最终产生的路径将会远远偏离当前节点与目的节点之间的直线路径，导致实际距离偏大。（3）在数据沿路由传输的过程中，路径上的节点由于承担节点终端和路由器双重功能，能量消耗较快，从而导致网络区域内的能量不均衡。

基于能量梯度改进的GPSR协议

基于能量梯度改进的GPSR协议何燕清;邓华秋【摘要】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.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2016(035)012【总页数】4页(P44-47)【关键词】贪婪周边无状态路由(GPSR)协议;能量阈值;网络生存周期【作者】何燕清;邓华秋【作者单位】华南理工大学物理与光电学院,广东广州510640;华南理工大学物理与光电学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TP393如何最大限度地降低无线传感器网络(WSNs)中传感器节点的能耗，尽可能地延长网络的生命周期，一直是该领域广泛关注的研究热点，也是衡量无线传感器网络路由协议的重要指标。

基于地理位置的路由协议改进了洪泛算法的盲目性和开销大等缺陷[1],但是基于地理位置的路由存在路由空洞的问题。

为此， Karp B等人提出的贪婪周边无状态路由(greedy perimeter stateless routing,GPSR)算法[2]，采用贪婪准则和周边转发的路由方式保证数据包的可靠传输。

但是仍然存在能量利用率不高的情况，主要表现在：节点使用不均衡，造成局部节点过早死亡[3]；存在需要周边转发时，不能提前预判造成部分节点能量流失。

丁心体等人[4]提出的综合考虑能量水平和位置信息选择下一跳节点，从而使负载相对均衡，避免热点路由上节点的过早死亡和网络生存时间缩短。

王建新等人[5]提出的基于两跳邻居信息的贪婪地理路由算法，对Greedy-2算法进行改进提出了平面化算法,这种算法不需要增加额外的平面开销，就能将网络平面化来采取边缘恢复机制。

车载网络GPSR路由算法的改进

车载网络GPSR路由算法的改进龚丁海【摘要】汽车的普及带来的社会问题促进了车载网络的发展,GPSR是应用于节点移动速度快和网络拓扑变化频繁的车载网络的路由协议.该协议会存在路由选择错误和路由中断的问题,易造成数据包丢失,导致网络服务质量低.针对GPSR存在路由投递率低、传输时延大的问题,提出了一种改进的GPSR算法.该算法根据节点的移动速度,预测节点间的距离,并选取移动缓慢的、稳定的节点作为中继节点,保持路由选择的可靠性.理论分析表明,在一定的通信范围内,选择稳定的节点作为中继节点能提高路由投递率,降低传输延时.在NS2仿真平台上,对比两个协议在端到端的延时,数据包接收的成功率、抖动率以及吞吐量等方面的性能.仿真结果表明,改进算法要优于GPSR协议,改进后的算法提高了协议性能,更加符合实际车载网的应用.%Social problems caused by the popularity of cars have promoted the Vehicular Ad Hoc Networks,and routing protocol of GPSR has been used in vehicle network in which the node moves fast and network topology changes frequently.However it easily leads to packet loss and low quality of service because routing errors and routing disruptions will exist in the agreement.To solve these problems which include lower delivery rate and large transmission delay,an improved GPSR algorithm has been proposed in which the relay node is chosen from the nodes that move slower and stably according to the moving speed of nodes and the distance between two nodes for maintaining reliability of route selection.Theoretical analyses show that the stable node chosen as a relay node can promote the routing delivery rate and reduce transmission delay within a certain rangeparisons of end to end delay,delivery ratio and jitter rate between both the protocols on NS2 simulation platform have been conducted.Simulation results show that the improved algorithm is better than the GPSR and performance of the GPSR protocol has been enhanced more suitable for vehicle network.【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2017(027)004【总页数】4页(P104-107)【关键词】GPSR;车载网络;移动速度;路由算法【作者】龚丁海【作者单位】河池学院数学与统计学院,广西宜州 546300【正文语种】中文【中图分类】TP393车辆的增多一定程度上造成了交通拥堵和交通安全的严峻形势，这促使智能交通系统(Intelligent Transportation System，ITS)的发展。

基于车载网络GPSR路由协议的改进

基于车载网络GPSR路由协议的改进
姚坚;彭好佑;魏应彬
【期刊名称】《计算机应用与软件》
【年(卷),期】2014(031)008
【摘要】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.
【总页数】4页(P118-120,125)
【作者】姚坚;彭好佑;魏应彬
【作者单位】海南软件职业技术学院海南琼海571400;海南软件职业技术学院海南琼海571400;海南软件职业技术学院海南琼海571400
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5;TP393
【相关文献】
1.基于GPSR协议的一种改进车载网路由协议 [J], 张好;郑世慧;杨榆
2.车载网络GPSR路由改进算法 [J], 黄成兵
3.基于地理路由协议GPSR的研究和改进 [J], 韩连胜;罗卫兵;李南翔
4.车载网络GPSR路由算法的改进 [J], 龚丁海
5.基于车载网络GPSR路由协议的改进 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种基于GPSR协议的能量均衡路由

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｅｅｄｙｐｅｒｉｍｅｔｅｒｓｔａｔｅｌｅｓｓｒｏｕｔｉｎｇ（ＧＰＳＲ）；ｅｎｅｒｙｇｂａｌａｎｃｉｎｇ；ｈｏｔｒｏｕｔｉｎｇ；ｎｅｔｗｏｒｋｌｉｆｅｔｉｍｅ；ｅｎｅｒｙｇ
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：ＧＰＳＲＥＢ
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。关键词：贪婪周边无状态路由；能量均衡；热点路由；网络生存时间；能量阀门
ａｃｃｏｕｎｔｏｆｔｈｅｉｒｅｎｅｒｙｇｌｅｖｅｌ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｅｔｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｂａｌａｎｃｅｄｌｏａｄａｍｏｎｇｎｅｉｇｈｂｏｒｎｏｄｅｓ，ａｖｏｉｄｔｈｅｐｒｅｍａｔｕｒｅｄｅａｔｈｏｆｈｏｔｎｏｄｅｓｏｒｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎＮＳ－２ｓｉｎｍｌａｔｏｒｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄＧＰＳＲ— ＥＢｍａｋｅｓ
ｅｎｅｒｇｙｏｆｎｏｄｅｓｂｌａｎｃｅｄａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｓｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｌｅｃｔｉｎｇｐａｃｋｅｔｄｅｌｉｖｅｒｙｓｕｃｃｅｓｓｒａｔｅ，ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏＧＰＳＲ．

卫星网络QoS路由协议及其优化理论研究

卫星网络QoS路由协议及其优化理论研究本文提出了一种基于低轨/中轨/高轨(LEO/MEO/GEO)卫星网络体系结构(TLSN)和时隙划分思想的QoS路由协议(TDRP),详细阐述了时隙划分规则和时隙优化方法,重点研究了QoS路由模型、协议实现机制和路由算法(BDA)的实现原理。

在此基础上,路由协议和路由算法的性能得到了详细分析和仿真验证。

研究的主要内容包括:(1)卫星网络体系结构。

系统研究了典型星座模型;全面分析了单层卫星网络拓扑结构变化特性与星座类型和星座参数之间的关系;对于多层卫星网络(MLSN),通过仿真手段量化了典型卫星星座的拓扑变化特性;详细阐述了时隙划分规则及其优化方法,优化后的时隙分配减少了卫星切换次数,为路由协议提供了更大的收敛时间范围。

(2)基于区分服务的卫星网络QoS路由模型。

根据逐跳路由机制和奖赏服务质量概念,建立多约束QoS路由模型;深入分析了QoS路由的可行性并给出了理论证明;系统研究了QoS时延参数,建立了端到端时延参数的优先级排队模型,解决了时延参数的求解问题。

(3)QoS路由协议设计和优化方法。

提出了TDRP的协议架构和优化策略,设计了QoS信息收集和处理相隔离的协议优化方法,有效减少了路由协议的通信开销;提出一种集中式路由计算和分布式路由计算相结合的路由算法(BDA),减少了路由协议的计算开销并保证协议在一个时隙长度内收敛;分布式路由计算采用一种新的启发式路径空间搜索算法,在满足左保序性的卫星网络中,可以为重路由的业务提供奖赏类服务质量。

(4)仿真平台设计和路由协议性能评价。

提出了基于OPNET环境的卫星网络软件仿真平台结构,全面研究了网络拓扑结构、网络接入策略、邻居卫星节点发现方式、卫星运行轨道自主维护和星际链路模拟的实现方式;详细分析了卫星网络体系结构和路由协议的性能,通过仿真证明了TDRP的可行性和BDA算法的QoS保证能力。

基于机会转发原理改进的GPSR算法

基于机会转发原理改进的GPSR算法于耕;孙翔;李洪烈;程瑞【摘要】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.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)010【总页数】6页(P42-47)【关键词】移动自组网;贪婪周边无状态路由;机会路由;路由空洞【作者】于耕;孙翔;李洪烈;程瑞【作者单位】沈阳航空航天大学电子信息工程学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学电子信息工程学院,沈阳110136;海军航空工程学院青岛校区航空电子系,青岛266041;沈阳航空航天大学电子信息工程学院,沈阳110136;海军航空工程学院青岛校区航空电子系,青岛266041【正文语种】中文【中图分类】TN915.4;TN919.21随着无线电定位技术的发展，基于地理位置信息的路由协议在移动自组网中的应用越来越广泛。

GPSR(greedy perimeter stateless routing)协议是Harvard University的Brad Karp与H.T.Kung提出的一种基于地理位置信息的单播路由算法［1］，它将贪婪转发算法与周边转发算法相结合，既具有贪婪转发算法的高效性，又具有周边转发算法的完备性，在寻路过程中主要依靠邻居节点的位置信息来完成转发决策，从而使网络具有控制开销小、延迟时间短、鲁棒性强等优点［2，3］。

但是由于节点的移动性，此算法在遭遇路由空洞时会存在贪婪转发法失效、周边转发法不易寻找最佳路径的问题，进而造成路由投递率下降、传输时延增大甚至路由转发失败。

基于机会转发原理提出一种:O-GPSR(opportunistic-greedy perimeter stateless routing)改进算法来解决遇到路由空洞时出现的问题。

移动自组织网络中基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法

移动自组织网络中基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法移动自组织网络（MANET）是一种由移动节点组成的无线网络，这些节点可以在没有固定基础设施的情况下通过自组织的方式进行通信。

在MANET中，节点之间的通信是通过无线信道进行的，因此网络拓扑结构和节点位置的变化都可能对通信质量产生影响。

对于MANET中的路由协议来说，如何根据节点位置进行路由选择是一个重要的问题。

基于位置预测的贪心周界无状态路由算法（GPSR）是一种常用的无线自组织网络路由算法，它通过利用节点的位置信息来进行数据包的转发。

该算法通过选择下一跳节点的方式进行路由选择，以达到数据包从源节点到目的节点的传输目的。

由于节点移动和网络拓扑的动态变化，GPSR算法可能会出现数据包无法到达目的节点或者传输延迟过大的情况。

需要对GPSR算法进行改进，以提高路由的稳定性和传输效率。

本文提出了一种基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法，旨在解决GPSR算法中存在的问题，并提高MANET中的路由性能。

该算法结合了节点位置预测和贪心周界路由的特点，通过在路由选择过程中预测节点位置，优化路由路径，以降低数据包的传输延迟和提高传输效率。

本文将介绍GPSR算法的基本原理和存在的问题，然后详细描述基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法的设计思想和具体实现方法。

接着，通过对比实验结果，对改进算法的性能进行评估和分析，验证改进算法的有效性和优越性。

本文总结了基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法的优点和局限性，并提出了进一步的研究方向。

GPSR算法基本原理及存在的问题实验结果分析改进算法的优点和局限性进一步的研究方向总结在MANET中，路由选择算法能够直接影响通信质量和网络性能。

基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法是一种针对GPSR算法进行优化的算法，通过对节点位置进行预测，选择最优的路由路径，以提高数据包的传输效率和降低传输延迟。

通过实验对比分析，本文验证了改进算法的有效性和优越性，改进算法还存在一些局限性，需要在未来的研究中进一步完善。

基于可调节网格改进的跨区域 GPSR 路由算法

基于可调节网格改进的跨区域 GPSR 路由算法刘壮;冯欣;张剑飞;张婧;刘妍;张昕【期刊名称】《吉林大学学报（理学版）》【年(卷),期】2016(054)004【摘要】基于定位技术和可调节网格改进现有路由算法，提出一种基于可调节网格改进的跨区域边界无状态贪婪路由算法，解决了无线传感器网络边界无状态贪婪路由算法中能量不均衡和高能耗的问题。

该算法利用节点相对位置定位算法、可调节网格、贪婪算法和右手法则建立区域级粗粒度路由路径，并根据不同区域传感器节点分布的密度，使用不同方法传输数据。

仿真实验结果表明，改进算法减少了网络能耗，延长了网络生命周期。

%Based on the localization technology and adjustable grid to improve the existing routing algorithm,we proposed an improved routing algorithm based on adjustable grid and cross-region transmission,and solved the problem of energy imbalance and high energy consumption of perimeter stateless greedy routing algorithm in wireless sensor ing a localization algorithm of relative position of nodes,adjustable grid,greedy algorithm and right hand rule,the algorithm established routing path of regional level coarseness,and the network used different methods to transmit data according to the density of sensor nodes in different regions.Simulation experiment results show that the improved algorithm reduces the energy consumption of network and extends the lifecycle of network.【总页数】5页(P852-856)【作者】刘壮;冯欣;张剑飞;张婧;刘妍;张昕【作者单位】长春理工大学计算机科学与技术学院，长春 130022;长春理工大学计算机科学与技术学院，长春 130022;长春理工大学计算机科学与技术学院，长春 130022;长春理工大学计算机科学与技术学院，长春 130022;长春理工大学计算机科学与技术学院，长春 130022;长春理工大学计算机科学与技术学院，长春130022【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.车载网络GPSR路由改进算法 [J], 黄成兵2.基于极大转发角的地理位置路由GPSR算法改进 [J], 孙焘;韩宁;冯林3.车载网络GPSR路由算法的改进 [J], 龚丁海4.基于兴趣梯度和能量梯度改进的GPSR路由算法 [J], 刘壮;冯欣;张昕;刘妍;张婧;张剑飞5.移动边缘计算环境下基于改进GPSR的VANET路由算法 [J], 陈登;潘力因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。