車載自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad-hoc Networks,VANETs)為傳統(tǒng)移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)在交通道路方面的應(yīng)用,是智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems,ITS)的重要組成部分。由于車輛的高速移動(dòng)導(dǎo)致了 VANETs網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓^快,路徑壽命較短,容易導(dǎo)致短距離通信的高遷移率。此外,路邊單元覆蓋范圍有限,無線信道數(shù)據(jù)分發(fā)中會(huì)有損耗,導(dǎo)致VANETs的數(shù)據(jù)分發(fā)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。VANETs中,車輛與車輛間可以通過協(xié)作進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā),從而減輕RSU路邊單元(RSU,Road Side Unit)負(fù)載。因此,設(shè)計(jì)有效的RSU數(shù)據(jù)分發(fā)算法,從而提高車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)分發(fā)效率是一個(gè)值得深入研究的熱點(diǎn)問題。本文圍繞如何提高VANET數(shù)據(jù)效率問題,綜合考慮各種因素,采用中繼協(xié)作技術(shù)提出了如下數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制:(1)本文提出了一種VAIC(V2V and I2V Cooperation)算法。.由于RSU采用多播進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā),位于其覆蓋范圍內(nèi)的車輛可以接收到RSU多播的信息。當(dāng)RSU多播的數(shù)據(jù)條目無法滿足車輛需求時(shí),通過RSU的協(xié)調(diào)調(diào)度,車輛與車輛之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。本算法的過程主要包括兩個(gè)階段:在第一階段,RSU綜合考慮覆蓋范圍內(nèi)的車輛請(qǐng)求情況,多播請(qǐng)求數(shù)據(jù),第二階段,RSU調(diào)度合適的車輛進(jìn)行車輛間的轉(zhuǎn)發(fā),綜合考慮兩階段的數(shù)據(jù)分發(fā),選擇最優(yōu)數(shù)據(jù)分發(fā)方式。通過仿真結(jié)果表明,本文所提出的算法與傳統(tǒng)的先到先服務(wù)算法(FCFS,First Come First Served)及車輛請(qǐng)求數(shù)據(jù)條目最多最先發(fā)送算法(MRF,Most Requested First)相比較,能夠有效的提高車輛請(qǐng)求被服務(wù)的比例。(2)本文提出一種基于多普勒頻移的中繼選擇算法,由于VANETs拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化較快,車輛與路邊單元之間的鏈接頻繁斷開,位于RSU覆蓋范圍之外的車輛由于信道質(zhì)量太差而無法直接與路邊單元通信,使得數(shù)據(jù)的分發(fā)效率降低。本算法綜合考慮了多普勒頻移,車輛請(qǐng)求的信息量大小以及信道增益,通過協(xié)作中繼的判定,選擇最佳中繼車輛,實(shí)現(xiàn)車輛與車輛間通信的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。并與直接通信算法和基于車輛距離(最近距離)算法相比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所提出的的算法有效的降低了車輛請(qǐng)求的服務(wù)時(shí)間,增加了車輛請(qǐng)求被服務(wù)的比例,有效的提高了數(shù)據(jù)分發(fā)的效率。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5;U463.6
【部分圖文】：

研究成果主要集中在對(duì)路由協(xié)議［１２］［１３］［１４］、ＭＡＣ協(xié)議的研宄和改進(jìn)，但是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安??全，傳輸控制協(xié)議，流量控制等的研究還不是很多。??如圖１－１所示為ＶＡＮＥＴ的網(wǎng)絡(luò)模型示意圖。車載自組織網(wǎng)絡(luò)基本通信構(gòu)成指在一??定通信范圍內(nèi)，車輛之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，如相互交換車速、行駛方向、位置等。??車輛與路邊單元也可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。ＶＡＮＥＴｓ中主要通信模式為Ｉ２Ｖ和Ｖ２Ｖ??兩種模式。車輛與路邊單元之間的通信指通過車輛攜帶的車載單元，接受路邊單元??廣播的數(shù)據(jù)。此外車輛之間可以通過單跳或者多跳的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。??在車載自組織網(wǎng)絡(luò)中，車輛可以和路邊單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而獲得服務(wù)信息??和娛樂信息等所需要的數(shù)據(jù)，此外車輛與車輛之間也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。當(dāng)前隨??著全球定位系統(tǒng)在車輛上的應(yīng)用，對(duì)于ＧＰＳ和車載自組織網(wǎng)絡(luò)的研究也產(chǎn)生了很多相??關(guān)的應(yīng)用［１５］［１６］［１７］。??１．２．?２車載自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)??車載自組織網(wǎng)絡(luò)作為移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)（Ｍｏｂｉｌｅ?Ａｄ－ｈｏｃ?Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，?ＭＡＮＥＴＳ）的??一種，與其相似，不但具備一般的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)共性，同時(shí)具備一般的移動(dòng)自組??織網(wǎng)絡(luò)不具有的特殊性。正是由于這些特點(diǎn)的存在導(dǎo)致車載自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)的??３??

信協(xié)議進(jìn)行了大規(guī)模的研究，目前形成了一些通用的車載通信協(xié)議。比如：??ＩＥＥＥ８０２．?ｌｉｐ?和ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ?Ｓｈｏｒｔ?Ｒａｎｇｅ?Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，?ＤＳＲＣ）。??下圖１－２為美國(guó)通信委員會(huì)在ＩＥＥＥ８０２．１１［２１］通信進(jìn)行擴(kuò)展研宄出的更實(shí)用于車載??自組織網(wǎng)絡(luò)通信的ＩＥＥＥ?８０２．１?ｌｐ通信協(xié)議，ＩＥＥＥ?８０２．１?ｌｐ通信協(xié)議由１０個(gè)ＭＨｚ的信道??組成，工作頻段在５．９?ＧＨｚ的免費(fèi)頻段上。并且采用ＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－??ｄｉｖｉｓｉｏｎ?ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，?正交頻分復(fù)用）?技術(shù)。十個(gè)信道中?１７８?信道是?ＣＣＨ（ｃｏｎｔｒｏｌ??ｃｈａｎｎｅｌ，控制信道），主要用作安全通信。其余信道為服務(wù)信道（ＳＣＨ，ｓｅｒｖｉｃｅ??ｃｈａｎｎｅｌ）。ＩＥＥＥ?８０２．１１ｐ標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議相比于以前的通信協(xié)議具有以下優(yōu)勢(shì)：??ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ具有兩倍的間隔，有效的抑制了多路徑傳輸引起的碼間干擾。??ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ具有嚴(yán)格的頻譜控制，對(duì)于多播性能的提高，減少頻譜的控制具有一定??的作用。此外，ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ物理層的參數(shù)為ＩＥＥＥ８０２．１１ａ的兩倍，降低了帶寬，并??對(duì)多普勒散射效應(yīng)具有一定的抑制作用。ＤＳＲＣ［２２］［２３］主要工作的頻率

Ｖｅｈｉｃｌｅ，?ＲＶ）與需要通信的車輛進(jìn)行通信。協(xié)作中繼［４３］＿［４５］通信指在車輛與路邊單??元之間選擇一個(gè)或者多個(gè)車輛作為節(jié)點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的一次或者多次的轉(zhuǎn)發(fā)。即無??線信號(hào)要經(jīng)過多跳才能到達(dá)車輛。車載通信的協(xié)作如圖２－１所示，圖中在路邊基礎(chǔ)設(shè)??施覆蓋范圍內(nèi)車輛能夠通過Ｉ２Ｖ方式與其直接通信，而不在通信范圍內(nèi)的車輛無法與??路邊基礎(chǔ)設(shè)施直接通信，其他的車輛通過Ｖ２Ｖ信道，與在路邊范圍的車輛進(jìn)行通信，??通過中繼車輛將路邊基礎(chǔ)設(shè)施的信息轉(zhuǎn)發(fā)給源車輛。??雜交ａ?？ａａｔ？??Ｓ穩(wěn)，畫??＼?￥費(fèi)寬?cǎi)蚱�，�?＼?＇??ＷＡ?ｐ￣￣＾?；??Ｄ＾Ｄ?—??圖２－１車載自組織網(wǎng)絡(luò)中繼通信模型??本文第四章中，提出了一種基于多普勒頻移的選擇中繼算法�；诙嗥绽疹l移??的選擇中繼算法是一種分布式中繼選擇算法。在此對(duì)本文設(shè)計(jì)到的中繼選擇的相關(guān)??內(nèi)容進(jìn)行介紹。??目前在車載自組織網(wǎng)中，中繼轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)己經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在中繼轉(zhuǎn)發(fā)的??運(yùn)用中，如何選擇車輛作為中繼節(jié)點(diǎn)，選擇那些車輛進(jìn)行中繼合作是當(dāng)前面對(duì)的問??題。選擇中繼車輛的標(biāo)準(zhǔn)是
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2854430