本文選題：RoF-DAS結(jié)構(gòu)　切入點(diǎn)：車載網(wǎng)絡(luò)　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近些年智能交通系統(tǒng)(ITS)在減少交通負(fù)荷,保證交通安全,提高運(yùn)輸效率方面,取得了顯著的成就,得到各國(guó)廣泛的關(guān)注。車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為智能交通管理系統(tǒng)中一項(xiàng)重要技術(shù),不僅支持車輛間安全信息的傳遞,而且支持車輛與智能交通控制中心進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互,包括控制中心發(fā)布實(shí)時(shí)路況信息和交通預(yù)警信息等,以及車內(nèi)用戶寬帶無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng),獲取多媒體資訊等。車載網(wǎng)絡(luò)的研究面臨著車輛移動(dòng)性高、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜、車輛不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)帶寬需求所帶來(lái)的挑戰(zhàn),隨著車輛數(shù)量的日益增多,車輛之間的競(jìng)爭(zhēng)和干擾導(dǎo)致車載網(wǎng)絡(luò)通信性能加劇惡化。為了滿足不斷提高的網(wǎng)絡(luò)通信性能要求,降低網(wǎng)絡(luò)中的干擾,亟需優(yōu)化車載網(wǎng)絡(luò)中的信道接入機(jī)制和信道資源分配管理。為解決上述問(wèn)題,本文提出了一種基于車輛環(huán)境下無(wú)線接入和光載射頻(RoF)技術(shù)融合的車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)—基于RoF技術(shù)的分布式天線系統(tǒng)(DAS)的車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),滿足車內(nèi)用戶無(wú)處不在的信息需求和越來(lái)越豐富的業(yè)務(wù)需求。本文針對(duì)基于RoF-DAS結(jié)構(gòu)的車載網(wǎng)絡(luò),提出了一種集中式多信道接入機(jī)制(CCM),該機(jī)制結(jié)合了車輛分簇的思想,分為簇內(nèi)無(wú)競(jìng)爭(zhēng)通信協(xié)議和簇間競(jìng)爭(zhēng)通信協(xié)議。首先根據(jù)車輛節(jié)點(diǎn)相似度和節(jié)點(diǎn)度的快速聚類分簇算法,將車輛劃分簇群并從中選出簇頭車輛。簇頭車輛配置兩個(gè)無(wú)線收發(fā)器,分別工作在簇內(nèi)信道上和簇間信道上,簇內(nèi)成員車輛則工作在簇頭車輛選擇的簇內(nèi)信道上。其次為了限制簇內(nèi)車輛的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng),提供公平的信道接入,簇內(nèi)成員車輛以輪詢的方式傳輸安全類業(yè)務(wù),在簇頭劃分的時(shí)隙內(nèi)以時(shí)分多址接入的方式傳輸非安全類業(yè)務(wù)。簇頭車輛與中心控制站(CCS)和其他簇頭之間的簇間通信采用靈活地基于競(jìng)爭(zhēng)的接入方式。針對(duì)基于RoF-DAS的車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò),本文設(shè)計(jì)了一套信道分配機(jī)制,包含兩個(gè)部分:簇內(nèi)信道分配和簇間信道分配。考慮到車輛行駛過(guò)程中頻繁地切換接入遠(yuǎn)端接入天線(RAU),設(shè)計(jì)了一種基于路況信息劃分RAU區(qū)群機(jī)制,將多個(gè)RAU天線合并連接一個(gè)射頻信號(hào)處理單元(RFSP),降低車輛切換RFSP的頻率。簇內(nèi)信道分配機(jī)制:簇頭車輛之間通過(guò)廣播來(lái)交互信息構(gòu)建局部分配圖,根據(jù)信道的干擾度動(dòng)態(tài)地選擇簇內(nèi)信道。簇間信道分配機(jī)制結(jié)合效用函數(shù)概念,以簇群的效用值為指標(biāo),基于網(wǎng)絡(luò)全局效用值動(dòng)態(tài)分配簇間信道,提高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載公平性。最后,本文基于OPNET仿真平臺(tái),對(duì)基于RoF-DAS的車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模,對(duì)本文所提出的信道分配算法進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明本算法與傳統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)中基于測(cè)量的分布式信道分配算法相比,在網(wǎng)絡(luò)整體性能車輛節(jié)點(diǎn)吞吐量、時(shí)延、丟包率性能均有較為明顯的提升,同時(shí)對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域性能改善尤為明顯。
[Abstract]:In recent years, Intelligent Transportation system (its) has made remarkable achievements in reducing traffic load, ensuring traffic safety and improving transportation efficiency. It not only supports the transmission of safety information among vehicles, but also supports the real-time data exchange between vehicles and its, including the release of real-time road condition information and traffic warning information by the control center. As well as broadband wireless access to the Internet, access to multimedia information and so on. The research of vehicular network is faced with the challenges brought by the high mobility of vehicles, complex network environment and the growing business bandwidth requirements of vehicles. With the increasing of the number of vehicles, the competition and interference between vehicles make the performance of vehicular network communication worse. In order to meet the requirements of continuous improvement of network communication performance, reduce the interference in the network. In order to solve the above problems, it is urgent to optimize the channel access mechanism and channel resource allocation management in vehicular network. In this paper, a vehicle-borne wireless network architecture based on the combination of wireless access and optical radio frequency (RF) technology in vehicle environment is proposed, which is based on the distributed antenna system (Das) based on RoF technology. This paper presents a centralized multi-channel access mechanism based on RoF-DAS, which combines the idea of vehicle clustering. Firstly, according to the fast clustering algorithm of vehicle node similarity and node degree, vehicles are divided into cluster groups and cluster head vehicles are selected. Cluster head vehicles are configured with two wireless transceivers. On the intra-cluster channel and inter-cluster channel respectively, the member vehicles in the cluster work on the intra-cluster channel selected by the cluster-head vehicle. Secondly, in order to limit the out-of-order competition of the vehicle in the cluster, it provides fair channel access. The member vehicles in the cluster transmit security services by polling. Non-secure traffic is transmitted by time division multiple access (TDMA) in the time slots divided by cluster heads. The communication between cluster head vehicles and CCS (central control station) and other cluster heads is based on flexible competition-based access. RoF-DAS 's vehicular wireless network, In this paper, a channel allocation mechanism is designed. It consists of two parts: Intra-cluster channel assignment and inter-cluster channel allocation. Considering the frequent switching of access to remote access antenna during vehicle driving, a RAU cluster mechanism based on road condition information is designed. Multiple RAU antennas are combined with one RF signal processing unit to reduce the frequency of vehicle switching RFSP. According to the interference degree of the channel, the intra-cluster channel is dynamically selected. The inter-cluster channel allocation mechanism combines with the concept of utility function, taking the utility value of the cluster as the index, and dynamically allocates the inter-cluster channel based on the global utility value of the network to improve the network load fairness. Based on the OPNET simulation platform, the vehicle wireless network based on RoF-DAS is modeled, and the channel allocation algorithm proposed in this paper is simulated and analyzed. The results show that compared with the traditional distributed channel allocation algorithm based on measurement, the proposed algorithm can improve the throughput, delay and packet loss performance of vehicle nodes. At the same time, the performance improvement of hot spot area is especially obvious.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U495;U463.67

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本文編號(hào)：1621963