Araçsal tasarsız ağlar için konum tabanlı sezgisel ve ölçeklenebilir yönlendirme protokolü
Heuristic and scalable routing protocol based on predictive next position for vehicular ad hoc networks
Yazar: RAMAZAN KOCAOĞLU
Danışman: PROF. DR. OSMAN AYHAN ERDEM
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology
Dizin: Bilgisayar ağları = Computer networks ; Kablosuz ağlar = Wireless networks ; Yönlendirme protokolleri = Routing protocols

Özet:
Bu tezde, araçsal tasarsız ağların karakteristik özellikleri farklı bir bakış açısı ile ele alınmış ve bu ağların kendisine özgü yapısından kaynaklı ortaya çıkan sorunları çözmeye yönelik yeni bir yönlendirme protokolü geliştirilmiştir. Geliştirilen protokol Vehicular Next Position Estimation Routing (VNPER) olarak adlandırılmıştır. Araçların gelecekteki konumlarını tahmin etmeye dayalı olarak geliştirilmiş sezgisel ve ölçeklenebilir bir yönlendirme protokolüdür. İleri görüşlü komşu keşif yaklaşımı ve ileri görüşlü komşuluk algoritması olarak adlandırılan iki yeni yaklaşım öne sürülmüştür. Araçların bir sonraki zaman dilimindeki komşuluk durumlarını öğrenebilmek için ileri görüşlü komşuluk tablosu olarak adlandırılan yeni bir tablo geliştirilmiştir. Ayrıca, rota keşif maliyetini azaltmak için yönlendirme tablosuna ek olarak topoloji tablosu olarak adlandırılan yeni bir tablo geliştirilerek yönlendirme algoritmasına eklenmiştir. VNPER protokolü, araçsal tasarsız ortamlarda daha az paket kaybı, daha az gecikme ve daha fazla miktarda işlem hacmi ile veri iletimine imkan tanımaktadır. Protokol geliştirmek için benzetim aracı olarak Network Simulator 2.34 (NS-2) kullanılmıştır. VNPER protokolü, literatürdeki diğer araçsal ağ yönlendirme protokolleri olan ASTAR, MURU, CAR ve BMFR ile karşılaştırılarak benzetim sonuçları elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, araçsal tasarsız ağlarda VNPER protokolünün paket teslim etme, uçtan uca ortalama gecikme ve toplam veri işlem hacmi metriklerine göre daha başarılı olduğunu göstermiştir. Araç sayısı ve veri miktarının az olduğu ortamlarda VNPER protokolü daha fazla yönlendirme yüküne sahiptir. Ancak, araç sayısı ve veri miktarı artırıldıkça daha az yönlendirme yüküne sahip olmuştur. En az yönlendirme yükü artış oranı VNPER protokolü ile elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, VNPER protokolünün diğer protokollere göre daha ölçeklenebilir olduğunu göstermektedir.

Abstract:
In this thesis, Specific attributes of vehicular ad hoc network has been investigated in detail and presented a new routing protocol to overcome the problems caused by unique characters belonging to vehicular network. The developed protocol is called Vehicular Next Position Estimation Routing (VNPER). It is a heuristic and scalable routing protocol based on predicting next positions of vehicles. Two new approaches called discovering future position of neighbor and next location neighbor algorithm have been put forward. A new table called nextneighbor table is developed in order to learn the neighbor position of vehicles in the future. Additionaly, a new table called topology table has been developed and added to routing algorithm in order to decrease the cost of route discovering process. VNPER protocol enables data transfer with less packet lose, less delay and more throughput between inter-vehicle communication in vehicular network. To develop routing protocol, Network Simulator 2.34 (ns-2) was used as simulation tool. Simulation results were obtained by comparing VNPER protocol with other vehicular routing protocols such as ASTAR, MURU, CAR and BMFR. Experimental results show that VNPER protocol has obtained more successful performance in terms of packet delivery ratio, average end to end delay and throughput for vehicular ad hoc networks. VNPER protocol has more routing overhead for sparse vehicular network where the number of vehicles and the amount of transferred data packet have less. However, as the number of vehicles and the amount of transferred data are increased, it has less routing overhead for density vehicular network. The least routing overhead ratio was obtained with the developed routing protocol. Therefore, obtained results show that VNPER protocol is more scalable than the other compared vehicular routing protocols.