یک طرح خوشه بندی دولایه ای پویا و پایدار از خودروها در شبکه های خودرویی اقتضایی

نویسندگان

1 دانشگاه گیلان

2 کارشناسی ارشد فناوری اطلاعات، دانشگاه گیلان

چکیده

VANETها در حقیقت کلاس خاصی از شبکه های اقتضایی متحرک (MANETs) می باشند که چالش های منحصر به فردی مثل سرعت بالا و تغییرات مکرر توپولوژی، این نوع شبکه را متمایز می کند. تحقیقات صورت گرفته در مورد روش های خوشه بندی در VANET نشان می دهد که یک الگوریتم خوشه بندی با گروه بندی مناسب خودروها بسیاری از مشکلات موجود در شبکه های VANET را مرتفع می سازد. ما در این مقاله یک طرح جدید خوشه بندی دولایه ای پویا و پایدار ارائه کرده ایم که با تشکیل خوشه های ثابت در لایه بالایی و خوشه های پویا در لایه پایینی از مزایای هر دو روش خوشه بندی بهره می برد. الگوریتم پیشنهاد شده در فرایند شناسایی اعضا، انتخاب سرخوشه و همچنین نگهداری از خوشه، از هوشمندی و انعطاف پذیری فناوری عامل های نرم افزاری استفاده می کند. ما در فرایند انتخاب سرخوشه، با استفاده از پارامترهای مختلف تعداد همسایه ها، زمان ترک خوشه، سرعت نسبی مناسب و همچنین کیفیت اتصال به سرخوشه ی ثابت، یک معیار ترکیبی جدید تعریف کرده ایم که موجب افزایش ثبات خوشه میگردد. همچنین با معرفی دو روش مجزا در نگهداری از خوشه، الگوریتم خود را برای هر دو سناریوی شهری و بزرگراه مناسب ساختیم. ما کارایی طرح پیشنهادی را نیز در مقایسه با دو روش خوشه بندی موجود ارزیابی کرده و براساس نتایج نشان میدهیم که الگوریتم ما در زمینه مدت زمان سرخوشه بودن خودروها، طول عمر خوشه، تعداد تغییرات خوشه و همچنین سربارهای خوشه بندی، بهتر از دو روش موجود عمل میکند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A 2-layer Dynamic and Stable Clustering Scheme in Vehicular Ad-hoc Networks

نویسندگان [English]

  • رضا ابراهیمی آتانی 1
  • حمیدرضا ارکیان 2
  • عاطفه پورخلیلی 2
چکیده [English]

VANETs are a class of Mobile Ad hoc Networks (MANETs) that characterized by their high mobility and frequent topology changes. According to the previous research, clustering can be used in VANETs to partition the network into smaller groups of moving vehicles. In this paper, we propose a novel 2-layer dynamic and stable clustering technique combining the features of static and dynamic clustering methods. In order to have dissemination and collection of messages, the proposed scheme uses Agents. Agents learn from the environment in which they are deployed, and accordingly, performs its task in collaboration with the other agents. Cluster head is selected among the cluster members based on a new stability metric derived from connectivity degree, relative average speed, time to leave the road intersection and quality of static cluster head connectivity. Cluster head predicts future association of cluster members based on mobility patterns, in two scenarios. Performance of the proposed scheme is evaluated using extensive simulation with respect to the various metrics such as the average cluster head duration, the average number of clusters changed per vehicle, the average cluster lifetime and the clustering overheads. The simulation shows that our technique has better results and provides more stable cluster structure compared to the two existing techniques.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agents
  • VANET
  • Vehicular Ad-hoc Networks
  • Clustering