To provide reliable communications in Vehicular Ad hoc Networks (VANets), it is vital to take into account Quality of Services (QoS). Delay and packet loss are two main QoS parameters considered by congestion control strategies. In this paper, a Multi-Objective Tabu Search (MOTabu) strategy is proposed to control congestion in VANets. The proposed strategy is dynamic and distributed; it consists of two components: congestion detection and congestion control. In the congestion detection component, congestion situation is detected by measuring the channel usage level. In congestion control component, a MOTabu algorithm is used to tune transmission range and rate for both safety and non-safety massages by minimizing delay and jitter. The performance of the proposed strategy is then evaluated with highway and urban scenarios using five performance metrics including the number of packet loss, packet loss ratio, number of retransmissions, average delay, and throughput. Simulation results show that MOTabu strategy significantly outperforms in comparison with other strategies like CSMA/CA, D-FPAV, CABS, and so on. Conducting congestion control using our strategy can help provide more reliable environments in VANets

چکیده

برای فراهم آوردن ارتباطات دارای قابلیت اعتماد در شبکه های موردی خودرویی (VANet ها)، توجه به کیفیت سرویس دهی (QoS) اهمیت زیادی دارد. تأخیر و گم شدن بسته ها دو پارامتر QoS اصلی هستند که در راهکارهای کنترل ازدحام به آنها توجه می شود. در این مقاله، راهکار جستجوی تابوی چندمنظوره (MOTabu) برای کنترل ازدحام در VANet ها پیشنهاد می شود. راهکار پیشنهادی، پویا و توزیع شده است؛ این راهکار از دو بخش تشکیل شده است: تشخیص ازدحام و کنترل ازدحام. در بخش تشخیص ازدحام، وضعیت ازدحام با سنجش سطح استفاده از کانال، تشخیص داده می شود. در بخش کنترل ازدحام، یک الگوریتم MOTabu برای تنظیم نرخ و دامنه انتقال هم برای پیام های امنیتی و هم غیرامنیتی با به حداقل رساندن تأخیر و جیتر (بی ثباتی) مورد استفاده قرار می گیرد. عملکرد راهکار پیشنهادی در سناریوهای بزرگراهی و شهری با استفاده از پنج معیار عملکردی شامل تعداد بسته های گم شده، نسبت بسته های گم شده، تعداد ارسال مجدد، برونده اطلاعات ارزیابی شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که راهکار MOTabu تا حد زیادی بر راهکارهایی همچون CSMA/CA، D-FPAV، CABS و مواردی از این دست برتری دارد. انجام کنترل ازدحام با استفاده از راهکار ما می تواند به فراهم آوردن محیط هایی با قابلیت اطمینان بیشتر در VANet ها کمک کند.

1-مقدمه

سیستم های هموشمند حمل و نقل (ITS ها) از شبکه های موردی خودرویی (VANet ها) به عنوان فناوری ارتباطی بی سیم استفاده می کنند. در واقع، VANet ها به منظور فراهم نمودن محیطی امن و کارآمد در سیستم های حمل و نقل برای کاستن از خطرات تصادفات برای رانندگان، سرنشینان و عابرین پیاده در جاده ها طراحی شده اند. آنها چشم انداز جدیدی از شبکه های موردی موبایل (MANet ها) هستند که خودروها را به شکل گره های متحرک در نظر می گیرند. VANet ها به دو واحد تجهیز شده اند که واحد کنار جاده ای (RSU) و واحد متصل به خودرو (OBU) نامیده می شوند. مورد اول در کنار جاده ها نصب می شود، دومی بر روی خودرو حمل می شود. این واحدها برای انجام ارتباطات بی سیم بین خودروها (ارتباطات V2V) و نیز بین خودروها و زیرساخت های کنار جاده ای (ارتباطات V2I) مورد استفاده قرار می گیرند...