本文選題：車載自組織網(wǎng)絡(luò)　切入點(diǎn)：機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)　出處：《國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：車載自組織網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)建智能交通系統(tǒng)的主要載體,同時(shí)也是未來“智慧城市”等概念的重要組成部分。傳統(tǒng)意義上,車載自組織網(wǎng)絡(luò)指的是車輛間形成的短距離無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。然而受車輛移動(dòng)性強(qiáng)、無線通信環(huán)境復(fù)雜等因素影響,車載終端難以維持穩(wěn)定的通信鏈路。這使得車載自組織網(wǎng)絡(luò)在通信能力、傳輸距離等方面受到嚴(yán)重制約,也限制了其業(yè)務(wù)支持能力和應(yīng)用范圍。針對(duì)此問題,在車載自組織網(wǎng)絡(luò)中使用機(jī)會(huì)傳輸機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)一種不依賴于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅰ⒏鼮殪`活、適應(yīng)性更強(qiáng)的通信模式,以滿足各種狀況下的信息交換需求。機(jī)會(huì)傳輸機(jī)制以“攜帶-存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”的方式,利用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的近距離接觸機(jī)會(huì)傳輸數(shù)據(jù),不要求網(wǎng)絡(luò)中存在實(shí)時(shí)連通的端到端路徑。相比于傳統(tǒng)的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò),它能更好地滿足快速移動(dòng)環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸需求,因而受到學(xué)術(shù)界和研究人員的廣泛關(guān)注。機(jī)會(huì)傳輸?shù)谋举|(zhì)是以延遲換取網(wǎng)絡(luò)容量,它的傳輸延遲高,傳輸成功率也難以保證。為了提高傳輸成功率、降低延遲水平,可以采用復(fù)制擴(kuò)散的方式進(jìn)行多副本消息傳輸,但這種方式增加了傳輸開銷。本文針對(duì)車輛節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度快、存儲(chǔ)和運(yùn)算能力強(qiáng)的特點(diǎn),著眼于提高傳輸?shù)某晒β�、降低傳輸延遲和存儲(chǔ)開銷,從機(jī)會(huì)傳輸中繼節(jié)點(diǎn)的不確定性、節(jié)點(diǎn)聯(lián)系機(jī)會(huì)特征、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)特征,以及基站部署策略對(duì)機(jī)會(huì)傳輸延遲的影響等方面,對(duì)車載自組織網(wǎng)絡(luò)中機(jī)會(huì)傳輸機(jī)制的部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。論文的主要貢獻(xiàn)包括:一、針對(duì)機(jī)會(huì)傳輸延遲受所選擇的中繼節(jié)點(diǎn)影響的特點(diǎn),提出中繼節(jié)點(diǎn)不確定性的概念及其量化描述指標(biāo)“延遲降低比例”(DRR)和“有益中繼比例”(GRR),在此基礎(chǔ)上建立多跳中繼轉(zhuǎn)發(fā)收益概率分析模型。在基于實(shí)際車輛軌跡數(shù)據(jù)集,分析了兩跳機(jī)會(huì)傳輸相對(duì)于直接轉(zhuǎn)發(fā)延遲的DRR和GRR指標(biāo)變化特征,得出如下結(jié)論:(i)在直接轉(zhuǎn)發(fā)延遲較小的情況下,使用中繼轉(zhuǎn)發(fā)不能降低傳輸延遲;(ii)使用多副本能夠極大降低傳輸延遲。借助多跳中繼轉(zhuǎn)發(fā)的收益概率模型,對(duì)三種不同形式的機(jī)會(huì)多跳傳輸下跳數(shù)與延遲收益進(jìn)行分析,得出最大收益跳數(shù)的表達(dá)式,并用通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)該模型的理論結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。二、提出了基于歷史聯(lián)系記錄的RED機(jī)會(huì)傳輸算法。設(shè)計(jì)了機(jī)會(huì)傳輸中繼節(jié)點(diǎn)判斷指標(biāo)RED,該指標(biāo)利用更新過程理論預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)間的剩余相遇時(shí)間,能夠比常用的平均聯(lián)系間隔時(shí)間(MICT)指標(biāo)更準(zhǔn)確地判斷出有益中繼節(jié)點(diǎn)。提出帶閾值的中繼判斷策略,通過設(shè)置合理判斷閾值,能夠更準(zhǔn)確地找出有益中繼節(jié)點(diǎn),且這些節(jié)點(diǎn)能更有效地降低傳輸延遲。仿真實(shí)驗(yàn)表明,據(jù)此設(shè)計(jì)的單副本機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)算法RED-FMR和多副本機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)算法RED-SW比典型的SprayWait、Max Prop算法具有更好的綜合傳輸性能。三、挖掘利用車輛節(jié)點(diǎn)在城市環(huán)境中的移動(dòng)覆蓋特征設(shè)計(jì)了機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)算法MCCF。針對(duì)車輛節(jié)點(diǎn)在地理區(qū)域訪問特征方面存在的模糊社團(tuán)關(guān)系,建立基于移動(dòng)覆蓋特征矩陣的相似性判別模型,并針對(duì)特征空間過大的問題提出了特征指標(biāo)提取和壓縮算法。以相似度指標(biāo)為判據(jù)設(shè)計(jì)多副本機(jī)會(huì)傳輸算法MCCF,該算法結(jié)合了中繼轉(zhuǎn)發(fā)和復(fù)制擴(kuò)散兩種傳播方式,一方面能夠使消息迅速傳播到與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)相似的范圍內(nèi),另一方面通過動(dòng)態(tài)調(diào)整算法參數(shù)可以使消息擴(kuò)散控制在有限的范圍內(nèi)。四、提出面向車載自組織網(wǎng)絡(luò)機(jī)會(huì)傳輸?shù)幕静渴疬x址模型和LW算法。針對(duì)車載自組織網(wǎng)絡(luò)包含基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征,分析了依靠不同主體的熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行消息中繼的延遲性能,得出利用目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的熱點(diǎn)區(qū)域輔助機(jī)會(huì)傳輸可以獲得相對(duì)更好的延遲性能;借助平面局部重心的思想,建立面向車載自組織網(wǎng)絡(luò)機(jī)會(huì)傳輸?shù)幕静渴疬x址模型,提出可配置的選址算法LW,通過控制算法參數(shù)和限制條件,該算法可以輸出均勻和非均勻的多種基站部署選址方案。本文針對(duì)車載自組織網(wǎng)絡(luò)中機(jī)會(huì)傳輸機(jī)制部分關(guān)鍵問題的研究,有助于解決車載自組織網(wǎng)絡(luò)大范圍、遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸問題,為實(shí)現(xiàn)其上的多樣化應(yīng)用和服務(wù)提供技術(shù)支撐。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U495;TN929.5

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本文編號(hào)：1693930