【摘要】：近年來,隨著無線通信技術(shù)和現(xiàn)代汽車工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,智能交通網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。通過在車輛、行人以及路邊通信設(shè)施之間建立通信,智能交通網(wǎng)絡(luò)能夠提供車輛間感知、危險預(yù)警、車路協(xié)同控制、資訊傳輸?shù)葮I(yè)務(wù),極大地保障交通安全,改善交通效率,豐富個人汽車生活,受到了世界范圍內(nèi)的學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。通信資源的高效合理利用是智能交通網(wǎng)絡(luò)的一個重要研究方向。然而,由于通信資源稀缺、車輛節(jié)點(diǎn)高速移動、車輛間通信距離較短以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)動態(tài)變化等特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在使用有限的通信資源進(jìn)行信息傳輸時,不僅面臨著相互競爭,也需要相互合作。本文結(jié)合智能交通網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn),對車輛間協(xié)作式內(nèi)容分發(fā)、無人機(jī)輔助災(zāi)后車輛間通信以及基于長期演進(jìn)的車輛間通信技術(shù)(Long Term Evolution-Vehicle, LTE-V)與其它通信技術(shù)共享通信資源三種場景中通信資源高效使用進(jìn)行了研究。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)可以歸納為:1.基于聯(lián)合博弈論的車輛間協(xié)作式內(nèi)容分發(fā)研究車輛間協(xié)作式內(nèi)容分發(fā)業(yè)務(wù)以提高駕乘人員旅途舒適性為目標(biāo),將車輛感興趣的消息內(nèi)容分發(fā)給特定道路區(qū)域內(nèi)的車輛。在協(xié)作式內(nèi)容分發(fā)業(yè)務(wù)中,車輛可以采用合作和競爭機(jī)制,合作是指通過車與車之間的通信進(jìn)行消息共享,競爭是指當(dāng)消息提供方支付給共享消息的車輛一定的報酬時,車輛競爭使用通信資源傳輸消息。為了保證協(xié)作式內(nèi)容分發(fā)業(yè)務(wù)的高效運(yùn)行,本文對車輛間消息共享機(jī)制和激勵機(jī)制進(jìn)行了研究,提出了一種基于聯(lián)合博弈論的車輛間協(xié)作式內(nèi)容分發(fā)算法;最后運(yùn)用NS3和SUMO軟件搭建了智能交通網(wǎng)絡(luò)協(xié)作式內(nèi)容分發(fā)業(yè)務(wù)的仿真平臺,仿真結(jié)果表明,該算法有效地促進(jìn)消息在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的快速共享,提高了車輛間協(xié)作式內(nèi)容分發(fā)的效率。2.無人機(jī)輔助的車輛節(jié)點(diǎn)間連通性增強(qiáng)機(jī)制分析與優(yōu)化智能交通網(wǎng)絡(luò)應(yīng)保持全天候正常運(yùn)行,在自然災(zāi)害發(fā)生后,路邊通信設(shè)施可能無法向車輛提供通信服務(wù),此時可以加入無人機(jī)節(jié)點(diǎn),通過車間通信鏈路以及車輛與無人機(jī)之間通信鏈路的合作,提高車輛間的連通性。本文對無人機(jī)輔助的災(zāi)后智能交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究,通過對郊區(qū)、城區(qū)、密集城區(qū)中車輛與無人機(jī)之間的信道進(jìn)行建模,分析了無人機(jī)高度與視距通信概率、路徑損耗、陰影衰落等信道指標(biāo)之間關(guān)系,得出了無人機(jī)高度與車輛間連通性之間的關(guān)系,證明了存在無人機(jī)最優(yōu)高度;最后通過仿真驗證了無人機(jī)最優(yōu)高度分析結(jié)果的正確性。3. LTE-V技術(shù)與DSRC技術(shù)共享通信資源的研究LTE-V和專用短距離無線通信(Dedicated Short Range Communication, DSRC)是智能交通網(wǎng)絡(luò)中的兩種通信技術(shù),存在共頻譜共存的可能性。在本研究點(diǎn)中,首先,針對LTE-V設(shè)備和DSRC設(shè)備共享頻譜資源,提出了一種資源分配方案,以避免系統(tǒng)間干擾;其次,為了加強(qiáng)LTE-V與DSRC系統(tǒng)之間的合作,對LTE-V設(shè)備接收機(jī)進(jìn)行改進(jìn),使LTE-V設(shè)備能夠接收LTE-V設(shè)備和DSRC設(shè)備傳輸?shù)男畔?最后,通過鏈路級仿真對信號接收進(jìn)行驗證,結(jié)果表明經(jīng)過改進(jìn)的LTE-V設(shè)備能夠有效地接收DSRC設(shè)備傳輸?shù)母黝愋盘枴?. LTE-V用戶與LTE非車輛用戶共享通信資源的研究LTE-V用戶和LTE非車輛用戶與LTE基站進(jìn)行消息傳輸時需要競爭使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信資源。在本研究點(diǎn)中,以LTE-V用戶的車輛行駛狀態(tài)信息收集業(yè)務(wù)為例并運(yùn)用馬爾科夫模型,分析了 LTE-V用戶業(yè)務(wù)對LTE非車輛用戶業(yè)務(wù)的影響;其次,提出了一種結(jié)合LTE車與車(vehicle-to-vehicle,V2V)通信和 LTE 車與設(shè)施(Vehicle-to-Infrastructure,V2I)通信的車輛行駛狀態(tài)信息收集方案,將道路劃分成多個區(qū)域并在每個區(qū)域內(nèi)選擇一輛車,該車接收周圍車輛采用LTE V2V技術(shù)廣播的車輛行駛狀態(tài)信息,并對這些信息進(jìn)行過濾、壓縮等處理,再通過LTE V2I技術(shù)將處理之后的信息上傳至蜂窩系統(tǒng)的基站;最后,通過數(shù)值分析對該方案進(jìn)行驗證,結(jié)果表明該方案能有效地減少LTE-V用戶的車輛行駛狀態(tài)信息收集業(yè)務(wù)對LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信資源的占用,進(jìn)而降低了對LTE非車輛用戶業(yè)務(wù)的影響。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U495

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本文編號：2438601