本文關鍵詞：車載自組網(wǎng)中關聯(lián)網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)分發(fā)機制研究

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【摘要】：車載自組網(wǎng)(Vehicular Ad-hoc Networks, VANETs)是一種特殊的移動自組織網(wǎng)絡。在VANETs中,其高動態(tài)的拓撲結構,容易引起短距離通信的高遷移率。此外,由于無線資源有限,且無線信道易損耗,使得VANETs的數(shù)據(jù)分發(fā)面臨嚴峻挑戰(zhàn)。如何高效的進行數(shù)據(jù)分發(fā)是當前VANETs中的一個研究熱點。VANETs中能夠承受高功率數(shù)據(jù)收發(fā)的路邊基礎設施單元(Road Side Unit, RSU)造價昂貴,如何提高RSU為車輛服務(Infrastructure-to-Vehicle, I2V)的效率,是VANETs數(shù)據(jù)分發(fā)中的一個關鍵問題。另外,車輛間也可以利用協(xié)作技術,進行互助轉發(fā),從而減輕RSU負載。如何在車輛間(Vehicle-to-Vehicle, V2V)有效的協(xié)作數(shù)據(jù)分發(fā)也是一個值得研究的問題。已有研究證明,將網(wǎng)絡編碼技術應用于無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分發(fā)可以提高多播容量,增強傳輸可靠性,同時縮短傳輸時延,但是將網(wǎng)絡編碼應用于VANETs領域的相關研究較少。本文圍繞如何提高VANETs數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)性能的問題,綜合考慮多種因素,結合網(wǎng)絡編碼技術,分別研究了適用于VANETs中I2V及V2V場景下的數(shù)據(jù)分發(fā)機制,具體如下：在I2V場景中,針對VANETs的信道不穩(wěn)定、拓撲動態(tài)變化快及網(wǎng)絡容量有限等特點,研究路邊基礎設施單元如何將數(shù)據(jù)快速、高效、可靠地分發(fā)給車輛的關鍵問題。提出一種基于網(wǎng)絡編碼的RSU多播重傳算法,在多播第一階段結束后,綜合車輛的位置信息、速度、行駛方向以及數(shù)據(jù)有效性等特征,求解最優(yōu)網(wǎng)絡編碼組合,多播該組合構造的編碼包以提高數(shù)據(jù)分發(fā)效率。仿真實驗結果表明,所提算法與采用無編碼和隨機線性網(wǎng)絡編碼重傳算法相比,平均數(shù)據(jù)下載速率提高了4倍,平均下載時延減小了90%,數(shù)據(jù)分發(fā)時延分別減小了40%和20%,顯著提升了VANETs中數(shù)據(jù)分發(fā)的性能。在V2V場景中,針對VANETs高速公路環(huán)境中,車輛移動速度快,信號損耗大等特點,提出一個無碰撞的V2V分布式中繼協(xié)作算法。本算法綜合考慮了信道條件,數(shù)據(jù)接收情況,車輛位置以及移動速度等要素,通過請求-確認方式以確定候選中繼車輛。另外,在中繼重傳數(shù)據(jù)時,采用了即時可解碼網(wǎng)絡編碼方法對待傳數(shù)據(jù)進行編碼重傳,有效的減少了車輛用戶的平均接入時間,同時改善了各個用戶的數(shù)據(jù)下載率。仿真實驗結果表明,所提算法在沒有額外開銷的情況下,有效地減少了在高速公路場景中數(shù)據(jù)協(xié)作分發(fā)的延遲,并提高了數(shù)據(jù)下載速率及無線信道的資源利用率。
【關鍵詞】：車載自組網(wǎng) 數(shù)據(jù)分發(fā) 網(wǎng)絡編碼 即時解碼 多播 路邊單元 中繼選擇
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5;U495
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-15
• 1.2 本文研究內容15-16
• 1.3 論文的組織16-18
• 第二章 國內外研究現(xiàn)狀分析18-30
• 2.1 國內外研究現(xiàn)狀18-27
• 2.1.1 車載自組織網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)分發(fā)技術18-20
• 2.1.2 無線中繼技術的研究及在車載自組織網(wǎng)絡中的應用20-23
• 2.1.3 網(wǎng)絡編碼技術23-27
• 2.2 現(xiàn)狀分析27-28
• 2.3 本章小結28-30
• 第三章 I2V中關聯(lián)網(wǎng)絡編碼技術的RSU多播重傳算法30-40
• 3.1 RSU多播重傳模型30-32
• 3.2 RSU多播重傳算法IDRT32-34
• 3.3 關聯(lián)即時解碼網(wǎng)絡編碼IDNC34
• 3.4 實驗結果及分析34-39
• 3.4.1 性能評估34-35
• 3.4.2 下載率35-37
• 3.4.3 下載時延37-38
• 3.4.4 穩(wěn)定性38-39
• 3.5 本章小結39-40
• 第四章 V2V中關聯(lián)網(wǎng)絡編碼的分布式中繼選擇算法40-52
• 4.1 V2V中繼重傳模型40-42
• 4.2 無碰撞的分布式中繼選擇算法42-46
• 4.3 實驗結果及分析46-51
• 4.3.1 性能評估46
• 4.3.2 實驗參數(shù)設置46-47
• 4.3.3 算法比較47-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第五章 總結與展望52-56
• 5.1 論文總結52-53
• 5.2 下一步工作53-56
• 致謝56-58
• 參考文獻58-66
• 附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文66-67
• 附錄B 攻讀碩士期間參與項目67-68
• 附錄C 攻讀碩士期間申請軟件著作權68

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本文編號：848007