Bio-inspired Routing Protocols for Vehicular Ad-Hoc Networks

شبکه‌های Ad-Hoc وسایل نقلیه (VANETs) نقش کلیدی در توسعه سیستم‌های حمل و نقل هوشمند (ITS) با هدف دستیابی به ایمنی جاده‌ها و تضمین نیازهای رانندگان و مسافران، علاوه بر بهبود بهره‌وری حمل‌ونقل ایفا می‌کنند. یکی از مهم‌ترین چالش‌های این نوع شبکه‌ها، مسیریابی داده‌ها بین گره‌های VANET است که باید با سطح بالایی از کیفیت خدمات (QoS) مسیریابی شوند تا از دریافت پیام‌ها در زمان اطمینان حاصل شود. سپس راننده می تواند تصمیم مناسب را برای بهبود ایمنی جاده اتخاذ کند. در ادبیات، چندین پروتکل مسیریابی برای VANET وجود دارد که برای رسیدن به الزامات ایمنی کم و بیش قابل اعتماد هستند. در این کتاب، ما با توصیف تمام مفاهیم پایه VANET مانند تعریف VANET، VANET در مقابل شبکه ad-hoc موبایل (MANET)، معماری ها، تعریف مسیریابی و مراحل، کیفیت خدمات (QoS) برای مسیریابی VANET، معیارهای ارزیابی، آزمایش، شروع می کنیم. و شبیه سازی VANET ها، الگوهای تحرک VANET و غیره. علاوه بر این، پروتکل های مسیریابی مختلف برای مسیریابی در VANET توضیح داده خواهد شد. ما دو دسته اصلی را برای ارائه پیشنهاد می کنیم: مسیریابی کلاسیک و مسیریابی با الهام از زیستی. در مورد VANET کلاسیک، اصول اصلی و تمام مراحل و همچنین دو زیرمجموعه آنها که پروتکل های توپولوژیکی و جغرافیایی هستند، بررسی خواهند شد. پس از آن، ما یک دسته جدید به نام مسیریابی الهام گرفته از زیستی را پیشنهاد می کنیم که از پدیده های طبیعی مانند کلونی مورچه ها، زندگی زنبورها، عملگرهای ژنتیکی و غیره الهام گرفته شده است. همچنین چند پروتکل ارجاعی را به عنوان نمونه ای از هر دسته ارائه می دهیم.

در این کتاب، ما بر این ایده تمرکز می کنیم که چگونه اصل الهام گرفته از زیستی را در مسیریابی VANET برای بهبود ایمنی جاده ها و برای اطمینان از QoS برنامه های وسایل نقلیه اعمال کنیم.

Vehicular Ad-Hoc Networks (VANETs) play a key role to develop Intelligent Transportation Systems (ITS) aiming to achieve road safety and to guaranty needs of drivers and passengers, in addition to improve the transportation productivity. One of the most important challenges of this kind of networks is the data routing between VANET nodes which should be routed with high level of Quality of Service (QoS) to ensure receiving messages in the time. Then, the driver can take the appropriate decision to improve the road safety. In the literature, there are several routing protocols for VANETs which are more or less reliable to reach safety requirements. In this book, we start by describing all VANET basic concepts such as VANET definition, VANET versus Mobile ad-Hoc Network (MANET), architectures, routing definition and steps, Quality of Service (QoS) for VANET Routing, Metrics of evaluation, Experimentation, and simulation of VANETs, mobility patterns of VANET etc. Moreover, different routing protocols for routing in VANETs will be described. We propose two main categories to be presented: classical routing and bio-inspired routing. Concerning classical VANET, main principles and all phases will be overviewed, as well as, their two sub-categories which are topological and geographical protocols. After that, we propose a new category called bio-inspired routing which is inspired by natural phenomenon such as Ant colony, Bee life, Genetic operators etc. We present also, some referential protocols as example of each category.

In this book, we focus on the idea of how to apply bio-inspired principle into VANET routing to improve road safety, and to ensure QoS of vehicular applications.