【摘要】：隨著車輛數(shù)量的不斷增多,針對車聯(lián)網(wǎng)中移動(dòng)性管理的需求也越來越迫切。移動(dòng)通信的快速發(fā)展使車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)得到了更好的網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)支持保障,智能交通系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步。車聯(lián)網(wǎng)中移動(dòng)性管理研究可以優(yōu)化城市車聯(lián)網(wǎng)中基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的建設(shè)部署,降低交通擁堵,提高用戶的通信服務(wù)體驗(yàn),為無人駕駛平臺(tái)提供技術(shù)支持,給智能交通系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)帶來更多的助力。傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)性管理基于移動(dòng)IP(The mobility-enable protocol for the Internet,Mobile IP)進(jìn)行管理,大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨為研究帶來了新的思路。本文基于實(shí)際的車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行車聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)性管理研究,旨在通過車輛數(shù)據(jù)的特征分析以及預(yù)測等建模方法,實(shí)現(xiàn)高效的車聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)性管理方案,滿足智能交通中網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)需求。本文的主要工作及成果如下:(1)基于車輛密度數(shù)據(jù)特征的路邊單元優(yōu)化部署研究:在車聯(lián)網(wǎng)的V2I(Vehicle-to-Infrastructure,車輛到基礎(chǔ)設(shè)施)中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信能力與路邊單元等基礎(chǔ)設(shè)施的部署密切相關(guān),其部署影響網(wǎng)絡(luò)可靠性和信息交換。本研究方案基于北京市出租車實(shí)際軌跡數(shù)據(jù),首先根據(jù)道路拓?fù)浜蛙囕v密度數(shù)據(jù)得到部署路邊單元的候選位置點(diǎn),然后采用分支定界算法有效解決了時(shí)延和部署成本需求多目標(biāo)優(yōu)化問題。仿真結(jié)果表明本方案在路邊單元半徑為100米時(shí),節(jié)省了約50%的部署成本。(2)基于車輛軌跡數(shù)據(jù)的車輛個(gè)體移動(dòng)性預(yù)測研究:針對車輛移動(dòng)性預(yù)測問題建模為多分類問題,采用經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)算法(隨機(jī)森林、Adaboost、GBDT、SVM)進(jìn)行求解車輛移動(dòng)性預(yù)測的準(zhǔn)確度,并與傳統(tǒng)馬爾可夫過程建模方法進(jìn)行對比。仿真結(jié)果表明隨機(jī)森林的效果最佳,測試集的預(yù)測準(zhǔn)確度可以達(dá)到83%。文中進(jìn)一步基于隨機(jī)森林的隨機(jī)選取特征,引進(jìn)數(shù)據(jù)特征知識(shí)的重要性加權(quán)改進(jìn)隨機(jī)森林算法中選取特征和樣本集的方法,準(zhǔn)確率可以穩(wěn)定提高1.2%以上。(3)基于車輛數(shù)據(jù)的車聯(lián)移動(dòng)性管理研究:針對道路高峰期車輛的擁堵和高密度聚集導(dǎo)致的通信連接中斷率高的問題,設(shè)計(jì)基于貪婪算法的車輛接入方式管理方案。依據(jù)中斷概率閾值,通過貪婪算法將一些車輛節(jié)點(diǎn)設(shè)置為移動(dòng)中繼接入方式進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù),結(jié)果降低約25%的中斷概率。接著針對自動(dòng)駕駛車輛應(yīng)用場景中車輛動(dòng)力補(bǔ)給問題,基于車輛的歷史軌跡結(jié)合道路和數(shù)據(jù)的時(shí)間空間特征進(jìn)行分析,使用DBSCAN聚類算法獲得合理的動(dòng)力補(bǔ)給點(diǎn)的位置,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明僅需要設(shè)置65處便可以達(dá)到0.54的覆蓋率。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U495;TP181
【圖文】：

一組高度移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)組成。ＶＡＮＥＴ有三種可能的通信模式：車輛到車輛（Ｖｅｈｉｃｌｅ－逡逑ｔｏ－Ｖｅｈｉｃｌｅ，Ｖ２Ｖ），車輛到基礎(chǔ)設(shè)施（Ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，邋Ｖ２Ｉ）或兩者，稱為逡逑Ｖ２Ｘ邋（Ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－Ｘ）邋［１５］，如圖１４所示。文獻(xiàn)［１６，１７］主要研究隨機(jī)車輛位置的空逡逑間點(diǎn)過程建模，分析ＶＡＮＥＴ的Ｖ２Ｖ通信性能。Ｖ２Ｉ的通信能力與基礎(chǔ)設(shè)施的部逡逑署有關(guān)，對網(wǎng)絡(luò)可靠性和信息交換有很大影響，路邊單兀（ＲｏａｄｓｉｄｅＵｎｉｔ，邋ＲＳＵ）逡逑作為車聯(lián)網(wǎng)中的基礎(chǔ)設(shè)施充當(dāng)ＶＡＮＥＴ中的無線接入點(diǎn)。逡逑土、、逡逑＼，，’｜！螯逡逑＼邋４逡逑圖１－１邋ＶＡＮＥＴ網(wǎng)絡(luò)示意圖逡逑ＲＳＵ是位于道路附近或沿道路的固定節(jié)點(diǎn)，用于連接ＶＡＮＥＴ網(wǎng)絡(luò)１１８１。由于逡逑覆蓋范圍更廣，ＲＳＵ的發(fā)射功率高于移動(dòng)臺(tái)。因此，部署ＲＳＵ可用于創(chuàng)建基于逡逑車輛到Ｖ２Ｉ通信的網(wǎng)絡(luò)，這對于非交互式應(yīng)用是可行的。近年來，己經(jīng)提出了幾逡逑種用于部署ＲＳＵ的不同方法。在文獻(xiàn)［１９］中，作者試圖通過研究ＲＳＵ之間差距逡逑的大小來改善道路情景中的數(shù)據(jù)收集和交付率

獲得合理的停車點(diǎn)的位置。逡逑１．５結(jié)構(gòu)安排逡逑本文內(nèi)容總共分為五章，文章結(jié)構(gòu)如圖１－３所示，具體章節(jié)安排如下。逡逑第一章為“緒論”，主要內(nèi)容是本課題的研究背景和選題依據(jù)。并且闡述了逡逑本課題的三個(gè)主要內(nèi)容的研究現(xiàn)狀以及本課題的主要研究方法，最后介紹了本課逡逑題論文的栙構(gòu)安排。逡逑問題邐第一章逡逑背景邋邐＾邐逡逑N．＇＇逡逑Ｊ邐＿邋第二章逡逑基于車輛密度數(shù)據(jù)特征的路邊單元優(yōu)化部署研究逡逑Ｗ邋％邐第三章逡逑內(nèi)谷Ｉ邋＊＇基于車輛軌跡數(shù)據(jù)的車輛個(gè)體移動(dòng)性預(yù)測逡逑—逡逑第四章逡逑一￣＊？基于車輛數(shù)據(jù)的車聯(lián)移動(dòng)性管理研究逡逑成果邐ｉＳ逡逑Ｌ概述邋邐結(jié)論與展望邐逡逑圖１－２文章結(jié)構(gòu)示意圖逡逑第二章“基于車輛密度數(shù)據(jù)特征的路邊單元優(yōu)化部署研究”，首先描述了本逡逑論文使用的車輛數(shù)據(jù)具體內(nèi)容，結(jié)合優(yōu)化目標(biāo)和約束條件建模出多目標(biāo)數(shù)學(xué)表達(dá)逡逑公式，然后基于道路真實(shí)拓?fù)浜蛙囕v密度獲得初始的路邊單元部署的候選位置點(diǎn)，逡逑最后對目標(biāo)函數(shù)求解獲得最終的路邊單元優(yōu)化部署方案。逡逑第三章“基于車輛軌跡數(shù)據(jù)的車輛個(gè)體移動(dòng)性預(yù)測”，首先針對預(yù)期移動(dòng)性逡逑管理框架滿，通過車輛的移動(dòng)性預(yù)測獲得下一個(gè)接入點(diǎn)的預(yù)測位置，通過該方案逡逑完成了超低時(shí)延移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)功能設(shè)計(jì)。對于車輛的移動(dòng)性預(yù)測研究

由于這些數(shù)據(jù)是時(shí)間采樣的，因此可以根據(jù)車輛的ＩＤ來確定采樣時(shí)間內(nèi)車逡逑輛的完整軌跡。使用這種預(yù)處理方法獲得的包含車輛位置信息的數(shù)據(jù)繪制了邋１００逡逑輛出租車的軌跡，如圖２－１邋（Ａ）所示�？梢钥闯�，數(shù)據(jù)集非常大，即使用１00輛逡逑汽車數(shù)據(jù)也可以恢復(fù)整個(gè)城市地圖。為了進(jìn)一步證明該車輛數(shù)據(jù)集位置信息的準(zhǔn)逡逑確性，用圖２－１邋（Ｂ）中真實(shí)的北京市地圖比較了圖２－１邋（Ａ）所示的用車輛數(shù)據(jù)逡逑繪出的北京市地圖。從對比圖可以證實(shí)，由這些軌跡繪制的城市地圖與相應(yīng)的真逡逑實(shí)城市地圖非常相似，由此看出數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確性。逡逑酵柋：：．：１逡逑３９邋７０邋邋邋邋邋邋邋邋邋邋邋．邋．邋．邋邋＾邐Ｌ邋＾邋’，二‘丨逡逑１１６．之０邋１１６．２Ｓ邋１１６．３０邋１１６．３５邋１１６．４０邋１１６邋４５邋１１６－５０邋１１６．５５邋１１６．６０邋邋■■N＿？丨－－＿丨－．—ｒ邋＊邋邋＇邐＜＇逡逑Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ逡逑（Ａ）邐（Ｂ）逡逑圖２－１實(shí)際地圖和軌跡地圖對比圖逡逑２．３邋ＲＳＵ優(yōu)化部署研究逡逑２．３．１問題建模逡逑路邊單元，一般是沿道路附近或者在道路節(jié)點(diǎn)進(jìn)行Ｎ定放置。近年來，智能逡逑交通迅速發(fā)展，在智能交通中主要的是服務(wù)對象為無人駕駛汽車。為了使道路的逡逑突發(fā)狀況迅速傳輸給無人駕駛車輛以避免進(jìn)一步的交通事故，智能交通需要低時(shí)逡逑延從而才能夠?qū)踩瘓?bào)信息迅速的傳播給車輛。而在智能交通中路邊單元起著逡逑至關(guān)重要的作用

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 林曉勇;俞洋;糜正琨;;一種基于用戶行為預(yù)測的群移動(dòng)性管理模型[J];電信科學(xué);2017年08期

2 趙明宇;胡志遠(yuǎn);唐建國;;面向5G的移動(dòng)性管理關(guān)鍵技術(shù)探討[J];移動(dòng)通信;2017年19期

3 周宏成;;基于用戶無感知的5G移動(dòng)性管理[J];電腦與電信;2017年09期

4 銀奕淇;范雙南;張微;周衛(wèi)紅;;異構(gòu)整合機(jī)制下物聯(lián)網(wǎng)自適應(yīng)移動(dòng)性管理體系研究[J];福建電腦;2013年10期

5 延志偉;王妍;;網(wǎng)絡(luò)層移動(dòng)性管理協(xié)議淺析[J];科研信息化技術(shù)與應(yīng)用;2013年04期

6 鄭大偉;高錦春;唐碧華;劉元安;;基于網(wǎng)絡(luò)的局域性移動(dòng)性管理研究[J];電子測量技術(shù);2008年07期

7 蔣青;魯艷;;基于WLAN的VoIP終端移動(dòng)性管理研究[J];通信技術(shù);2007年08期

8 王國軍,高中山,王宏彥;移動(dòng)因特網(wǎng)中單播移動(dòng)性管理研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2005年11期

9 馬麗麗;WCDMA移動(dòng)性管理策略分析[J];通信世界;2005年05期

10 蔣純波,徐大雄;UMTS的移動(dòng)性管理[J];通訊世界;2002年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 章堅(jiān)武;;鑒權(quán)對移動(dòng)性管理模型及性能的影響[A];開創(chuàng)新世紀(jì)的通信技術(shù)——第七屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

2 馬文鋒;易強(qiáng);馬刈非;;CDMA2000系統(tǒng)中的分組模式[A];開創(chuàng)新世紀(jì)的通信技術(shù)——第七屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

3 劉巍;;3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA終端交換域移動(dòng)性管理子層的一般過程及測試[A];四川省通信學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

4 章堅(jiān)武;;IP多址廣播技術(shù)在個(gè)人通信移動(dòng)性管理中的應(yīng)用[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

5 符彤;;移動(dòng)分組域的演進(jìn)[A];2012年9月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

6 池剛毅;;蜂窩IP技術(shù)淺析[A];2005'中國通信學(xué)會(huì)無線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

7 吳雷;宋笑亭;;移動(dòng)通信系統(tǒng)的未來發(fā)展—長期演進(jìn)[A];第二十屆全國電磁兼容學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

8 杜金柱;蔣曉原;杜磊;;基于MPLS的HMIPv6網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其全融合微移動(dòng)性管理方案的研究[A];中國通信學(xué)會(huì)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

9 李彬;倪桂強(qiáng);張雪;朱航;;移動(dòng)IP中一種改進(jìn)的基于代理的緩存管理方案[A];2010通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十五屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊）[C];2010年

10 夏凡超;;下一代移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)WLAN與GPRS相互融合的兩種方案[A];黑龍江省通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 烽火通信預(yù)研部總經(jīng)理 魏學(xué)勤;未雨綢繆，5G時(shí)代承載先行[N];人民郵電;2017年

2 北電網(wǎng)絡(luò)(中國)有限公司 徐東升;探討UMTS與GSM移動(dòng)性管理[N];中國電子報(bào);2004年

3 北電網(wǎng)絡(luò)公司 徐東升;UMTS與GSM移動(dòng)性管理探討[N];計(jì)算機(jī)世界;2004年

4 陳曦;實(shí)現(xiàn)2G與3G高品質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展[N];人民郵電;2009年

5 歐陽;GRPS網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)性管理[N];人民郵電;2003年

6 ;移動(dòng)性管理成為NGN標(biāo)準(zhǔn)重要內(nèi)容[N];人民郵電;2004年

7 ;NGN：標(biāo)準(zhǔn)研究滾滾向前[N];人民郵電;2004年

8 趙慧玲;“融合”成為主旋律[N];人民郵電;2004年

9 上海貝爾阿爾卡特股分有限公司 馬麗麗;WCDMA移動(dòng)性管理探討[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2005年

10 北電網(wǎng)絡(luò) 徐東升;優(yōu)化移動(dòng)性管理向3G平滑過渡[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 胡留軍;第5代移動(dòng)通信超密集網(wǎng)絡(luò)（UDN）技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2018年

2 王胡成;未來移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和移動(dòng)性管理的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

3 田永春;分層多跳無線網(wǎng)中的移動(dòng)性管理研究[D];電子科技大學(xué);2004年

4 焦燕鴻;基于SIP/NMA的IP移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

5 王煜;移動(dòng)IP移動(dòng)性管理及與GPRS互通的研究[D];華南理工大學(xué);2004年

6 胡博;互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層移動(dòng)性管理關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2006年

7 張寧;IP移動(dòng)性研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

8 郭少華;移動(dòng)IP的切換、移動(dòng)性管理等相關(guān)技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2007年

9 呂新榮;IMS移動(dòng)性管理研究[D];北京郵電大學(xué);2007年

10 姚惠娟;全I(xiàn)P移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)中移動(dòng)性管理和服務(wù)質(zhì)量的研究[D];北京郵電大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李澤捷;基于運(yùn)營商大數(shù)據(jù)的用戶移動(dòng)性與行為分析應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2019年

2 劉璐;基于時(shí)空軌跡的用戶移動(dòng)性分析與預(yù)測[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

3 靳一;基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的移動(dòng)性管理架構(gòu)和性能優(yōu)化[D];北京郵電大學(xué);2019年

4 曹雪梅;基于機(jī)器學(xué)習(xí)的車聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)性管理研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

5 劉中國;分場景的三網(wǎng)移動(dòng)性管理協(xié)同優(yōu)化策略研究與實(shí)踐[D];廈門大學(xué);2017年

6 方嘉斌;基于LTE網(wǎng)絡(luò)的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)性能研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2017年

7 安琪;超密集組網(wǎng)下高效的移動(dòng)性管理機(jī)制研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2017年

8 趙爽;密集網(wǎng)絡(luò)中用戶協(xié)作的移動(dòng)性管理研究[D];天津大學(xué);2018年

9 楊鵬波;基于用戶移動(dòng)性預(yù)測的切換優(yōu)化算法研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

10 王攀;天地一體化網(wǎng)絡(luò)共性支撐平臺(tái)中移動(dòng)性管理能力的研究與實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2791904