本文關鍵詞：基于歷史移動軌跡的城市車載網絡路由算法研究

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【摘要】：車輛間的通信在車輛技術領域中是一種重要且新興的研究熱點,美國、歐盟、日本等國家政府都相繼開展了智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems, ITS)的研究,以求創(chuàng)造一個無交通事故的道路安全環(huán)境。車載網絡(Vehicular Ad Hoc Networks, VANETs)是ITS中重要的組成部分,為了使車輛間的通信能夠在車輛移動速度快、網絡拓撲動態(tài)變化和車輛節(jié)點在網絡中的分布不均勻的移動網絡環(huán)境下有效運行,車載網絡的路由協(xié)議的高效性則扮演著重要的角色。由于車載網絡數據傳輸是間歇性的,車載網絡的傳輸通信方式則采用類似于DTN的“存儲-攜帶-轉發(fā)”形式,當節(jié)點的通信范圍內沒有合適的轉發(fā)的節(jié)點時,節(jié)點會將信息儲存在緩存中,直到下一時刻遇到可轉發(fā)的節(jié)點才將信息轉發(fā)。對于這種新型的數據轉發(fā)方式,許多學者在車載網絡路由協(xié)議的領域作了大量的研究,提出了多種不同的路由協(xié)議。由于受到網絡拓撲、城市道路障礙物等不定因素的影響,現有的路由協(xié)議在大城市道路的環(huán)境下仍存在很大的挑戰(zhàn),對此,本文提出基于歷史移動軌跡的城市車載網絡路由協(xié)議(Historical Mobility Trajectory Routing Algorithm Base on Urban VANETs, HMTR)。本文對HMTR路由協(xié)議的相關研究工作如下：首先,本文介紹了車載網絡的概念、相關應用和面臨的挑戰(zhàn),并對現有的車載網絡路由協(xié)議作分類闡述和總結,歸納其各自的優(yōu)點和存在的問題；其次,針對大規(guī)模城市網絡,考慮了目前的移動模型存在的缺陷,提出了基于歷史移動軌跡的車輛移動模型(Vehicle Mobile Model of Historical Mobility Trajectory, HMT),該移動模型通過真實的車輛行駛數據,繪制成由多個正方形單元組成的城市交通狀態(tài)圖,接著使用一種改進的K-Means聚類算法將城市地圖中的正方形單元聚類成區(qū)域,并提出全局車輛移動方式與獨立車輛移動方式對大城市中的車輛日�；顒拥南嚓P特征和規(guī)律進行歸納；再者,以HMT移動模型為基礎,利用移動模型中的提出的兩種車輛移動方式,提出適用于大規(guī)模城市車載網絡的路由算法HMTR,為了提高車輛的轉發(fā)率,還根據車輛與區(qū)域之間接觸的歷史信息和判定中繼車輛的行駛方向兩方面對路由決定進行完善,降低車輛數據轉發(fā)的時延,提高了轉發(fā)的成功率；最后,本文通過ONE仿真工具對HMTR算法與GeoEpidemic、GeoPRoPHET和GeoMobCon算法進行了一系列的對比實驗,仿真結果表明,HMTR算法在轉發(fā)率、傳輸開銷、平均時延和平均跳數四個性能指標上都有提升,說明HMTR算法具有相對較好的消息轉發(fā)能力,對于網絡的開銷和傳輸時延較低,以及網絡的穩(wěn)定性良好。
【關鍵詞】：車載網絡 路由協(xié)議 移動模型 Geocast
【學位授予單位】：廣西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U495;TN929.5
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 車載網絡的特點9
• 1.3 車載網絡的應用場景9-10
• 1.4 車載網絡研究面臨的挑戰(zhàn)10
• 1.5 論文的組織10-12
• 第2章 車載網絡的路由算法研究12-17
• 2.1 路由算法12-16
• 2.1.1 基于地理位置的路由算法12-13
• 2.1.2 基于拓撲結構的路由算法13-14
• 2.1.3 基于效用的路由算法14-15
• 2.1.4 基于車輛密度的路由算法15-16
• 2.1.5 基于車輛移動軌跡的路由算法16
• 2.2 本章小結16-17
• 第3章 基于歷史移動軌跡的車輛移動模型17-27
• 3.1 相關工作17-18
• 3.2 HMT移動模型建立18-26
• 3.2.1 出租車移動軌跡數據集18-19
• 3.2.2 出租車移動軌跡預處理19-20
• 3.2.3 區(qū)域聚類20-22
• 3.2.4 區(qū)域聚類實驗結果與分析22-24
• 3.2.5 車輛移動方式24-26
• 3.3 本章小結26-27
• 第4章 基于歷史移動軌跡的城市車載網絡路由算法27-33
• 4.1 HMTR算法的提出27-28
• 4.2 HMTR算法設計28-32
• 4.2.1 消息轉發(fā)策略28-32
• 4.2.2 消息緩存管理32
• 4.3 本章小結32-33
• 第5章 路由算法仿真33-42
• 5.1 仿真工具ONE介紹33-34
• 5.2 HMTR算法仿真實驗34-35
• 5.3 仿真結果與分析35-41
• 5.3.1 參數指標35-36
• 5.3.2 算法性能分析36-41
• 5.4 本章小結41-42
• 第6章 總結與展望42-44
• 6.1 總結42
• 6.2 展望42-44
• 參考文獻44-48
• 致謝48-49

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本文編號：937565