【摘要】：車載自組織網(wǎng)絡(luò)作為城市智能交通系統(tǒng)的重要組成部分,提供了車輛與車輛,車輛與路邊設(shè)施之間高效的網(wǎng)絡(luò)互連與通信服務(wù)�，F(xiàn)有的車載自組織網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用主要包括兩類:單個(gè)車輛與單個(gè)車輛的端到端數(shù)據(jù)交換服務(wù)以及單個(gè)車輛或路邊單元與多個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。其中,路由協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程以及應(yīng)用性能有著關(guān)鍵性作用,因此,本文將主要研究這兩類應(yīng)用中的路由協(xié)議。目前大多數(shù)路由協(xié)議都針對(duì)簡(jiǎn)單的平面城市場(chǎng)景和單一頻段的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù),通過(guò)考慮車輛的分布、移動(dòng)性、街道連通性、無(wú)線鏈路狀態(tài)等因素來(lái)設(shè)計(jì)路由策略。然而,由于城市街道場(chǎng)景復(fù)雜多變(如街道拓?fù)渚S度從一維、二維到三維的變化)和數(shù)據(jù)傳輸規(guī)模與日俱增(如從傳輸簡(jiǎn)單位置及其他控制信息到大規(guī)模視頻流的變化),現(xiàn)有的車載自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議難以滿足當(dāng)下車輛網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)低延時(shí)、高吞吐量的服務(wù)要求。其中,復(fù)雜三維場(chǎng)景下的端到端路由問題和DSRC-mmWave(5.9GHz和60GHz)混合通信下的傳輸調(diào)度問題亟待解決。這兩個(gè)方向的最新研究分別面臨著車輛空間分布不均勻、跨層傳輸代價(jià)高和毫米波鏈路波束賦形時(shí)延高、并發(fā)程度低等帶來(lái)的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn),本文設(shè)計(jì)了三維街道場(chǎng)景下低延時(shí)的單播路由協(xié)議和DSRC-mmWave混合通信場(chǎng)景下高吞吐量的廣播路由協(xié)議:(1)三維街道場(chǎng)景中端到端單播路由協(xié)議的核心問題是如何在街道口選擇下一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)方向(和如何在街道內(nèi)部選擇下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)(包括同層鄰居和跨層鄰居)。傳統(tǒng)三維路由協(xié)議在進(jìn)行街道選擇時(shí)通過(guò)車輛數(shù)量或者密度來(lái)分析街道連通度,忽略了不均勻的車輛分布對(duì)街道連通度帶來(lái)的顯著影響。本文不僅考慮了路段內(nèi)車輛的數(shù)量,還關(guān)注了車輛的位置分布狀態(tài),根據(jù)空間分布參數(shù)設(shè)計(jì)了一種新的街道連通度和節(jié)點(diǎn)選擇權(quán)重評(píng)估方法�？紤]到跨層傳輸將引入比同層轉(zhuǎn)發(fā)更大的開銷,本文設(shè)計(jì)了一種多層街道中各層連通質(zhì)量的合并規(guī)則,進(jìn)一步提出了一種基于空間分布的連通度感知路由協(xié)議。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文所提協(xié)議能夠有效地提高端到端投遞率并降低傳輸時(shí)延。(2)DSRC-mmWave混合通信場(chǎng)景中廣播路由協(xié)議的核心問題是如何選擇簇頭網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和如何進(jìn)行高效的毫米波鏈路傳輸調(diào)度。傳統(tǒng)的DSRC-mm Wave混合通信傳輸方案僅通過(guò)低頻鏈路和中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制消息和注冊(cè)消息的交換,且高頻率毫米波鏈路的調(diào)度由中心節(jié)點(diǎn)完成。由于在城市車載自組織網(wǎng)絡(luò)中,車輛拓?fù)涓叨葎?dòng)態(tài)變化,毫米波鏈路切換復(fù)雜,以及頻繁地面臨節(jié)點(diǎn)密度較高的場(chǎng)景,這種集中式的調(diào)度方法并不適用。因此針對(duì)混合通信場(chǎng)景,本文設(shè)計(jì)了一種新穎的分布式廣播傳輸調(diào)度策略,根據(jù)速度、位置及節(jié)點(diǎn)度選擇簇頭,利用DSRC提供的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性特征對(duì)毫米波鄰居發(fā)現(xiàn)與波束賦形加速,并利用毫米波鏈路信息提高系統(tǒng)的并發(fā)程度。實(shí)驗(yàn)表明該方案能夠有效的提高系統(tǒng)吞吐量。
【圖文】：

＾邋ＲＳＵ邐多層街道邐邐ｌＬ邐邋ＤＳＲＣ鏈路邐ｍｍＷａｖｅ波束逡逑圖１．１城市車載自組織網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景示意圖逡逑圖１．１展示了一個(gè)典型的城市車載自組織網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，其中包含的通信節(jié)點(diǎn)有：逡逑１逡逑

面簡(jiǎn)要介紹這兩個(gè)研究工作的內(nèi)容。逡逑１．４．１．基于空間分布的連通度感知三維路由協(xié)議的研究逡逑三維街道拓?fù)渲邪▋煞N類型的街道：?jiǎn)螌咏值篮投鄬咏值�，分別如圖１．２和１．３逡逑（丑表示同層最大傳輸范圍，ｉＴ表示跨層最大傳輸范圍）所示。對(duì)于單層街道而逡逑言，局部區(qū)域的車輛分布會(huì)影響整個(gè)街道的連通度，Ｓ１和Ｓ２的緊密分布模式會(huì)逡逑降低街道的連通度。另外，，多層街道的分層特性使得車輛的空間分布對(duì)于街道連逡逑通度的影響凸顯，例如，圖１．３中兩個(gè)不連通或者弱連通的街道層，如果其網(wǎng)絡(luò)逡逑分割路段能夠恰好和另一層的密集或者強(qiáng)聯(lián)通路段重合，那么其對(duì)應(yīng)的組合街逡逑道將處于一個(gè)連通狀態(tài)，當(dāng)然由于在網(wǎng)絡(luò)分割或者弱連通處必要的跨層轉(zhuǎn)發(fā)，可逡逑能引發(fā)更多的重傳和跳數(shù)的增加。因此，本文對(duì)于三維場(chǎng)景中路由協(xié)議的研宄主逡逑要包括以下內(nèi)容：逡逑１邋ＳＩ邐Ｉ邋Ｓ２邐Ｉ邋Ｓ３邋ｉ逡逑ＴＱＥＳ３＇＇逡逑圖１．２單層街道逡逑Ｌｌ邋＾＾＾逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.67;U495

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本文編號(hào)：2662956