無人機(jī)-車載協(xié)作自組網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化及交通管理方法研究
發(fā)布時間:2021-09-03 19:23
近幾年,車載自組網(wǎng)(VANET)已經(jīng)成為重要的研究領(lǐng)域。如今,VANET已被公認(rèn)為車輛間用于通訊的可靠網(wǎng)絡(luò)。隨著其不斷發(fā)展,它將為智能交通系統(tǒng)做出更大的貢獻(xiàn)。伴隨可預(yù)計(jì)的收益,VANET仍面臨諸多挑戰(zhàn)。在VANET中,車輛與路邊單元(RSU)通過通信完成數(shù)據(jù)的交換。但這不僅會增加網(wǎng)絡(luò)成本,還因RSU易受到各種安全攻擊的影響,而增加安全性問題。此外,使用VANET的功能時,車載單元(OBU)的計(jì)算性能較低無法滿足密集型資源的計(jì)算需求。在此背景下,本文使用基于移動邊緣計(jì)算(MEC)的無人機(jī)輔助車載自組網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),使用無人機(jī)充當(dāng)?shù)缆飞戏絾卧≧AU)替代RSU。同時,將車輛的傳輸功率與無人機(jī)軌跡的聯(lián)合優(yōu)化框架作為總效用最大化問題來求解,并為解決這一問題而將其轉(zhuǎn)化為能量感知的動態(tài)資源分配問題。通過考慮車輛間的非合作和合作兩種情況,使用動態(tài)規(guī)劃方法獲得了固定無人機(jī)軌跡下的車輛的最優(yōu)功率分配。此外,在固定功率的條件下,本文基于地面與無人機(jī)間的距離和車輛最優(yōu)卸載數(shù)據(jù)大小,提出了一種無人機(jī)軌跡優(yōu)化算法。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該框架相對于其他基準(zhǔn)方案的有效性。進(jìn)一步的,考慮到交通管理是現(xiàn)代城市面臨的主要問題。而...
【文章來源】:桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
仿真場景
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文26圖3.4仿真場景(a)車輛1(b)車輛2(c)車輛3(d)車輛4圖3.5折現(xiàn)因子和最優(yōu)傳輸功率由圖3.5還可以清楚地看出,合作情況下車輛的最優(yōu)傳輸功率明顯低于非合作情況。這可以解釋為,在公式(3.31)中合作情況下所有車輛效用函數(shù)之和的最大化與最優(yōu)功率分配有關(guān)系。結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了無人機(jī)兩種基準(zhǔn)飛行軌跡也會影響車輛的最優(yōu)傳輸功率。
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文27在圖3.6中,給定折現(xiàn)因子=0.5,無人機(jī)懸停高度H50m的情況下,在5個時隙內(nèi),根據(jù)時隙長度從10ms到100ms的演化,給出了最優(yōu)傳輸功率對比?梢钥闯,無論在非合作情況下還是在合作情況下,車輛的最優(yōu)傳輸功率都會隨著時隙長度的增大而減校這是因?yàn)楦鶕?jù)公式(3.21)和(3.31),兩種情況下的最優(yōu)傳輸功率與時隙長度成反比。這一結(jié)果還強(qiáng)調(diào)了選擇適當(dāng)?shù)臅r隙間隔對最優(yōu)傳輸功率的重要性。此外,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),在合作情況下車輛的最優(yōu)傳輸功率也明顯低于非合作情況。這可以解釋為,利用本章提出的優(yōu)化框架,車輛的最優(yōu)傳輸功率完全取決于最大傳輸功率mP、時隙長度和折現(xiàn)因子。(a)車輛1(b)車輛2(c)車輛3(d)車輛4圖3.6時隙長度和最優(yōu)傳輸功率圖3.7和圖3.8為基準(zhǔn)無人機(jī)軌跡與優(yōu)化后的無人機(jī)軌跡的個體車輛在時間范圍T內(nèi)的總效用比較,其中N30時隙,時隙長度=0.05s,無人機(jī)懸停高度H50m。從圖中可以看出,基于無人機(jī)優(yōu)化軌跡的個體車輛在時間范圍T內(nèi)的總效用要優(yōu)于使用基準(zhǔn)軌跡的的總效用。這是因?yàn)楸菊绿岢龅膬?yōu)化框架可以在車輛最優(yōu)傳輸功率的條件下獲得無人機(jī)的最優(yōu)軌跡和最優(yōu)地面到無人機(jī)的距離。然而,對于基準(zhǔn)無人機(jī)軌跡,雖然在非合作或合作情況下采用了車輛的最優(yōu)傳輸功
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的能量高效霧計(jì)算遷移研究[J]. 湯蓓,鄭憶敏,陳思光,吳蒙. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(02)
[2]車載自組網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn)[J]. 王濟(jì)瑾,肖曉強(qiáng),陸鵬. 電子元器件與信息技術(shù). 2018(12)
[3]移動邊緣計(jì)算卸載技術(shù)綜述[J]. 謝人超,廉曉飛,賈慶民,黃韜,劉韻潔. 通信學(xué)報. 2018(11)
[4]智能交通車載網(wǎng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展策略[J]. 張士兵,王婷婷,張曉格,邱恭安. 通信技術(shù). 2017(07)
[5]無人機(jī)自組網(wǎng)OLSR路由協(xié)議的優(yōu)化[J]. 董思妤,張洪,王路. 軍械工程學(xué)院學(xué)報. 2017(02)
[6]一種高效可審計(jì)的VANET隱私保護(hù)協(xié)議[J]. 楊濤,王亞坤,葛云峰,林宇. 計(jì)算機(jī)工程. 2015(11)
[7]車輛自組網(wǎng)隱私保護(hù)研究綜述[J]. 楊濤,孔令波,胡建斌,陳鐘. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2012(S2)
博士論文
[1]蜂窩網(wǎng)移動邊緣計(jì)算系統(tǒng)聯(lián)合資源管理[D]. 王晨夢.重慶郵電大學(xué) 2019
碩士論文
[1]基于移動邊緣計(jì)算的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的能耗最小化研究[D]. Nadia Shaukat(納迪亞).北京郵電大學(xué) 2019
[2]基于信道傳播模型的車載網(wǎng)V2X通信協(xié)議研究[D]. 張健鋒.哈爾濱工程大學(xué) 2019
本文編號:3381715
【文章來源】:桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
仿真場景
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文26圖3.4仿真場景(a)車輛1(b)車輛2(c)車輛3(d)車輛4圖3.5折現(xiàn)因子和最優(yōu)傳輸功率由圖3.5還可以清楚地看出,合作情況下車輛的最優(yōu)傳輸功率明顯低于非合作情況。這可以解釋為,在公式(3.31)中合作情況下所有車輛效用函數(shù)之和的最大化與最優(yōu)功率分配有關(guān)系。結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了無人機(jī)兩種基準(zhǔn)飛行軌跡也會影響車輛的最優(yōu)傳輸功率。
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文27在圖3.6中,給定折現(xiàn)因子=0.5,無人機(jī)懸停高度H50m的情況下,在5個時隙內(nèi),根據(jù)時隙長度從10ms到100ms的演化,給出了最優(yōu)傳輸功率對比?梢钥闯,無論在非合作情況下還是在合作情況下,車輛的最優(yōu)傳輸功率都會隨著時隙長度的增大而減校這是因?yàn)楦鶕?jù)公式(3.21)和(3.31),兩種情況下的最優(yōu)傳輸功率與時隙長度成反比。這一結(jié)果還強(qiáng)調(diào)了選擇適當(dāng)?shù)臅r隙間隔對最優(yōu)傳輸功率的重要性。此外,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),在合作情況下車輛的最優(yōu)傳輸功率也明顯低于非合作情況。這可以解釋為,利用本章提出的優(yōu)化框架,車輛的最優(yōu)傳輸功率完全取決于最大傳輸功率mP、時隙長度和折現(xiàn)因子。(a)車輛1(b)車輛2(c)車輛3(d)車輛4圖3.6時隙長度和最優(yōu)傳輸功率圖3.7和圖3.8為基準(zhǔn)無人機(jī)軌跡與優(yōu)化后的無人機(jī)軌跡的個體車輛在時間范圍T內(nèi)的總效用比較,其中N30時隙,時隙長度=0.05s,無人機(jī)懸停高度H50m。從圖中可以看出,基于無人機(jī)優(yōu)化軌跡的個體車輛在時間范圍T內(nèi)的總效用要優(yōu)于使用基準(zhǔn)軌跡的的總效用。這是因?yàn)楸菊绿岢龅膬?yōu)化框架可以在車輛最優(yōu)傳輸功率的條件下獲得無人機(jī)的最優(yōu)軌跡和最優(yōu)地面到無人機(jī)的距離。然而,對于基準(zhǔn)無人機(jī)軌跡,雖然在非合作或合作情況下采用了車輛的最優(yōu)傳輸功
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的能量高效霧計(jì)算遷移研究[J]. 湯蓓,鄭憶敏,陳思光,吳蒙. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(02)
[2]車載自組網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn)[J]. 王濟(jì)瑾,肖曉強(qiáng),陸鵬. 電子元器件與信息技術(shù). 2018(12)
[3]移動邊緣計(jì)算卸載技術(shù)綜述[J]. 謝人超,廉曉飛,賈慶民,黃韜,劉韻潔. 通信學(xué)報. 2018(11)
[4]智能交通車載網(wǎng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展策略[J]. 張士兵,王婷婷,張曉格,邱恭安. 通信技術(shù). 2017(07)
[5]無人機(jī)自組網(wǎng)OLSR路由協(xié)議的優(yōu)化[J]. 董思妤,張洪,王路. 軍械工程學(xué)院學(xué)報. 2017(02)
[6]一種高效可審計(jì)的VANET隱私保護(hù)協(xié)議[J]. 楊濤,王亞坤,葛云峰,林宇. 計(jì)算機(jī)工程. 2015(11)
[7]車輛自組網(wǎng)隱私保護(hù)研究綜述[J]. 楊濤,孔令波,胡建斌,陳鐘. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2012(S2)
博士論文
[1]蜂窩網(wǎng)移動邊緣計(jì)算系統(tǒng)聯(lián)合資源管理[D]. 王晨夢.重慶郵電大學(xué) 2019
碩士論文
[1]基于移動邊緣計(jì)算的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的能耗最小化研究[D]. Nadia Shaukat(納迪亞).北京郵電大學(xué) 2019
[2]基于信道傳播模型的車載網(wǎng)V2X通信協(xié)議研究[D]. 張健鋒.哈爾濱工程大學(xué) 2019
本文編號:3381715
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