本文關(guān)鍵詞：基于VANET與LTE的異構(gòu)車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)選擇與切換算法研究

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【摘要】：異構(gòu)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是車用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì),其是多種無(wú)線通信技術(shù)在車載環(huán)境中的融合運(yùn)用,一方面,汽車用戶能夠在駕駛過(guò)程中隨時(shí)隨地連接互聯(lián)網(wǎng),享受多媒體資源與車載服務(wù);另一方面,在保證交通安全的前提下,大幅度地提高出行效率,為社會(huì)民生帶來(lái)福利。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究進(jìn)程中不可避免地涉及到網(wǎng)絡(luò)切換的研究,網(wǎng)絡(luò)切換算法的優(yōu)劣直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)的整體性能。車載自組網(wǎng)技術(shù)(Vehicular Ad-Hoc Networks,VANET)為車間通信提供接入標(biāo)準(zhǔn),近年來(lái)受到廣泛關(guān)注,而LTE技術(shù)是第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),在車聯(lián)網(wǎng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。因此,本文針對(duì)由VANET與LTE構(gòu)成的異構(gòu)車聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)選擇與切換技術(shù)進(jìn)行研究分析。本文首先針對(duì)車載環(huán)境中車輛分布不均勻且具有隨機(jī)性,導(dǎo)致異構(gòu)車聯(lián)網(wǎng)中負(fù)載失衡的問(wèn)題,提出一種基于負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)選擇方法(Load Balancing Based Network Selection method,LBNS)用于為初始入網(wǎng)的車輛接入合適的網(wǎng)絡(luò)。異構(gòu)車聯(lián)網(wǎng)中負(fù)載指標(biāo)的選取需考慮多種不同接入網(wǎng)絡(luò)間的公平對(duì)比,因此,本文從網(wǎng)絡(luò)底層資源利用狀況出發(fā),將基站物理資源塊的利用率作為L(zhǎng)TE的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,將信道狀況作為VANET的負(fù)載。然后采用負(fù)載均衡方法,選擇能使負(fù)載均衡指數(shù)最大的網(wǎng)絡(luò)接入。在VANET最佳信道評(píng)估中,還兼顧車輛節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)屬性,最大程度上使得運(yùn)動(dòng)屬性相似的車輛節(jié)點(diǎn)加入相同的VANET信道,以維持VANET通信鏈路的穩(wěn)定性。然后針對(duì)異構(gòu)車聯(lián)網(wǎng)中車輛移動(dòng)速度快且動(dòng)態(tài)變化,引起的頻繁網(wǎng)絡(luò)切換問(wèn)題,提出一種基于網(wǎng)絡(luò)駐留時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)切換算法(Residence TimeBased Network Handover Algorithm,RTNH)。RTNH首先對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè),估計(jì)其在當(dāng)前LTE基站覆蓋范圍下的駐留時(shí)間,并根據(jù)此時(shí)間對(duì)車輛節(jié)點(diǎn)進(jìn)行狹移動(dòng)與廣移動(dòng)的劃分。狹移動(dòng)車輛能夠獲得較為穩(wěn)定的LTE網(wǎng)絡(luò)性能,因此利用LBNS方法考慮該LTE基站與VANET之間的切換策略,而廣移動(dòng)車輛頻繁進(jìn)出多個(gè)LTE基站覆蓋范圍,因此利用一種分優(yōu)先級(jí)的多屬性決策方法考慮多LTE基站與VANET之間的網(wǎng)絡(luò)切換。最后利用SUMO與NS-3仿真軟件對(duì)本文提出的RTNH方法與基于接收信號(hào)強(qiáng)度的切換算法、基于傳統(tǒng)多屬性決策算法及基于貝葉斯決策的切換算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,在不同車輛數(shù)量與不同車輛速度兩種仿真場(chǎng)景中,RTNH方法均展現(xiàn)出較好的網(wǎng)絡(luò)性能與較少的切換次數(shù),極大地提升了網(wǎng)絡(luò)切換的穩(wěn)定性與效率。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5;U495

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本文編號(hào)：1281997