本文關(guān)鍵詞： 車聯(lián)網(wǎng)異構(gòu) IEEE802.11p LTE NS-3　出處：《河南大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：近年來,隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已引起了廣泛的關(guān)注,通過多種無線通信技術(shù),實現(xiàn)車與車、車與路邊單元、車與基礎(chǔ)設(shè)施之間的信息交互,進而保證道路安全、提高交通效率,并為乘客提供更加安全、舒適、高效的車載信息服務。本文首先從車聯(lián)網(wǎng)的應用類型、無線通信技術(shù)和車輛節(jié)點多模通信接口三個方面對車聯(lián)網(wǎng)存在的異構(gòu)特性進行了詳細的分析。對于涉及生命安全的消息,必須保證低延時和高可靠的數(shù)據(jù)傳輸;而對于不涉及生命安全的非緊急消息,可以有一定的延時容忍度,但是對帶寬要求較高。目前,單一的無線通信技術(shù)無法同時滿足這些應用需求。大唐和華為等機構(gòu)正在制定中國的車聯(lián)網(wǎng)專用通信標準LTE-V,它采用半分布式、半集中式方案,車與車通過分布式直通技術(shù)通信,車與路邊基礎(chǔ)設(shè)施通過廣域/熱點接入技術(shù)通信。接著,針對車聯(lián)網(wǎng)應用對通信技術(shù)的這些差異化需求,結(jié)合現(xiàn)有的無線接入技術(shù),本文提出了一種基于IEEE802.11p和LTE技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu),該架構(gòu)主要包括路邊單元、基站、控制中心和車輛四個組件,車輛擁有IEEE802.11p和LTE兩種通信接口,針對該架構(gòu),設(shè)計了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)方法,車輛根據(jù)自身所處地理位置,采用不同的通信方式傳輸消息。IEEE802.11p接口用于車與車之間、車與路邊單元之間傳輸安全消息,LTE接口用于為車輛用戶提供娛樂服務。該異構(gòu)架構(gòu)與我國正在制定的車聯(lián)網(wǎng)標準LTE-V思想相吻合。進一步考慮交通流模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11p和LTE的實現(xiàn),本文在交通仿真工具Vanet MobiSim中編寫XML腳本,配置道路拓撲及車輛移動模型,產(chǎn)生車輛運動軌跡文件;在網(wǎng)絡(luò)仿真工具NS-3中編寫C++仿真腳本,將這些移動軌跡作為節(jié)點移動模型,同時設(shè)置IEEE802.11p和LTE協(xié)議及相應的信道衰減模型,實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)。最后,將交通仿真工具VanetMobi Sim和網(wǎng)絡(luò)仿真工具NS-3聯(lián)合仿真,搭建了城市道路場景和高速公路場景下的車聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)架構(gòu),評估安全消息的延時、投遞率以及吞吐量等性能,其結(jié)果表明本文提出的車聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)在保證安全應用低延時的同時也能滿足非安全應用的需求,這將有助于研究未來車聯(lián)網(wǎng)更優(yōu)化的架構(gòu)。
[Abstract]:In recent years, with the development of intelligent transportation system, vehicle networking technology has attracted extensive attention. Through a variety of wireless communication technology, the information exchange between vehicle and vehicle, vehicle and roadside unit, vehicle and infrastructure has been realized. To ensure road safety, improve traffic efficiency, and provide passengers with a more safe, comfortable, efficient information services on the vehicle. First, this paper from the car networking application type. Three aspects of wireless communication technology and vehicle node multi-mode communication interface are analyzed in detail to analyze the heterogeneity characteristics of vehicle networking. For the information related to life safety, low delay and high reliability data transmission must be guaranteed. For non-emergency messages that do not involve the safety of life, there can be a certain delay tolerance, but the bandwidth requirements are high. At present. A single wireless communication technology cannot meet these needs at the same time. Datang and Huawei are working on China's LTE-V, a special communication standard for car networking, which uses semi-distributed, semi-centralized solutions. Vehicle and vehicle communicate through distributed through technology, and vehicle and roadside infrastructure communicate through wide area / hot spot access technology. Then, these different requirements of communication technology are applied to vehicle networking applications. Combined with the existing wireless access technology, this paper proposes a vehicle networking heterogeneous system architecture based on IEEE802.11p and LTE technology, which mainly includes roadside unit, base station. There are four components in the control center and the vehicle. The vehicle has two communication interfaces: IEEE802.11p and LTE. A heterogeneous network data distribution method is designed for this architecture. According to the location of the vehicle, different communication methods are used to transmit the message. IEEE802.11p interface is used to transmit the security message between the vehicle and the vehicle, and between the vehicle and the roadside unit. The LTE interface is used to provide entertainment services for vehicle users. This heterogeneous architecture is in line with the concept of LTE-V, a standard for vehicle networking, which is being formulated in China. Further consideration is given to traffic flow models and network protocol IEEE802. Implementation of .11p and LTE. In this paper, a XML script is written in Vanet MobiSim to configure the road topology and the vehicle moving model to generate the moving track file of the vehicle. C simulation script is written in the network simulation tool NS-3, which takes these trajectories as node moving models, and sets the IEEE802.11p and LTE protocols and the corresponding channel attenuation model at the same time. Finally, the traffic simulation tool VanetMobi Sim and the network simulation tool NS-3 are combined to simulate the heterogeneous network data distribution. Build the vehicle network heterogeneous architecture under the urban road scene and freeway scenario, and evaluate the performance of security message delay, delivery rate and throughput. The results show that the proposed vehicle networking heterogeneous system architecture can meet the requirements of non-secure applications while ensuring low latency of security applications, which will be helpful to study a more optimized architecture of vehicle networking in the future.
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U495;TP391.44;TN929.5

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本文編號：1472124