本文關鍵詞：博弈論在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設中的應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)在智能交通方面的應用,是一種移動自組織多跳無線網(wǎng)絡。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體性能與車輛節(jié)點之間的通信以及RSU與車輛之間的通信性能密切相關。在車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中,車聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)建設必然是一個循序漸進的過程,并且在車聯(lián)網(wǎng)建設的初期需要考慮以下兩個博弈問題,也是本文的主要研究工作：(1)車輛節(jié)點與車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)間的博弈由于車聯(lián)網(wǎng)節(jié)點參與數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)需要消耗節(jié)點有限的帶寬、能源等資源,網(wǎng)絡中部分車輛節(jié)點會為節(jié)省自身的資源而拒絕轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點轉(zhuǎn)播來的數(shù)據(jù),表現(xiàn)出自私性。網(wǎng)絡中常采用基于信譽權限或價格交換的激勵機制來促進合作,針對車聯(lián)網(wǎng)中路邊基礎設施RSU的存儲空間和計算能力較強的網(wǎng)絡環(huán)境,本文結合己有成果的優(yōu)點,在以信譽權限機制處罰自私行為的基礎上,提出了對協(xié)作節(jié)點給予信用度獎勵的雙重激勵機制。將車聯(lián)網(wǎng)中的車輛節(jié)點的信譽權限被分為良性和不良的,作為是否具有參與網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信權限的劃分。除通過降低信譽值來懲罰自私節(jié)點外,該機制會對協(xié)作節(jié)點獎勵信用度來從經(jīng)濟上進一步激勵節(jié)點協(xié)作。此外,為解決大多信譽機制過于嚴格反而可能降低網(wǎng)絡節(jié)點有效性的缺陷,本文引入了信譽重建模型,給不良節(jié)點重新獲得良性權限的機會。為驗證該機制的有效性,基于單跳博弈模型對節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)行為進行經(jīng)濟學分析,理論分析表明該激勵機制在保證節(jié)點協(xié)作的同時提高了網(wǎng)絡吞吐量。此外,在模擬實驗模型中,車輛節(jié)點在進入單個RSU服務網(wǎng)段后,將在限定時間內(nèi)使丟包率降低接近0,而節(jié)點對接收到數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)比率將快速上升接近100%.仿真實驗表明,該機制在大規(guī)模情形下可使得網(wǎng)絡具有快速收斂的丟包率和極高的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)率。(2)RSU與車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)間的博弈在多個通信服務商僅以自身收益為前提建設車聯(lián)網(wǎng)基礎設施的場景中,服務商忽略了車聯(lián)網(wǎng)整體網(wǎng)絡大環(huán)境的最優(yōu),往往產(chǎn)生RSU的冗余覆蓋。RSU建設成本較高、初期通信需求較少等原因,使短期內(nèi)無法實現(xiàn)RSU在道路環(huán)境的全覆蓋。針對道路周邊的環(huán)境發(fā)生變化時,需要重新配置RSU或新建RSU的應用場景,提出一種基于博弈論的車聯(lián)網(wǎng)RSU最優(yōu)配置方法。首先,引入了車流量波動因子來調(diào)節(jié)通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)擬合出的城市道路中基于位置信息的車流量函數(shù)模型。并通過引入了有效面積分割系數(shù)對RSU通信覆蓋范圍內(nèi)的路段面積基于經(jīng)濟收益進行準確劃分。最后,通過計算服務商的收益權重及收益系數(shù)建立了單次RSU配置博弈,通過博弈模型中的收益矩陣分析出納什均衡策略集。同時建立了車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的收益模型,在RSU備選地點集合有限且確定的前提下,可以通過調(diào)節(jié)收益系數(shù)來使系統(tǒng)收益最大的解集與RSU單次配置博弈的納什均衡解集的相交,從而達到網(wǎng)絡中局部與系統(tǒng)均最優(yōu)的目標。
【關鍵詞】：車聯(lián)網(wǎng) 博弈論 信譽權限 信用度 RSU配置
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U495;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 車聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)通信激勵機制的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 RSU相關研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 博弈論理論在車聯(lián)網(wǎng)中應用的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文的主要研究工作14-15
• 1.4 論文的組織結構15-17
• 第二章 相關理論基礎17-26
• 2.1 車聯(lián)網(wǎng)概述17-20
• 2.1.1 車聯(lián)網(wǎng)定義17-18
• 2.1.2 車聯(lián)網(wǎng)的主要特點18-19
• 2.1.3 車聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)建設19-20
• 2.2 博弈論20-25
• 2.2.1 博弈論的基本概念20-22
• 2.2.2 兩個典型的靜態(tài)博弈模型22-24
• 2.2.3 博弈論在車聯(lián)網(wǎng)中的應用24-25
• 2.3 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設中的兩個博弈問題25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 基于博弈論的車聯(lián)網(wǎng)雙重激勵數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機制26-39
• 3.1 模型與假設26-28
• 3.1.1 網(wǎng)絡模型26
• 3.1.2 通信模型26-27
• 3.1.3 信譽權限與信用度管理模型27-28
• 3.2 信譽權限與信譽重建機制28-30
• 3.2.1 信譽權限初始化28
• 3.2.2 信譽權限作用流程28-29
• 3.2.3 信譽重建機制29-30
• 3.3 信用度激勵30-32
• 3.4 車聯(lián)網(wǎng)中車輛節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)行為分析32-36
• 3.4.1 車輛與車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)博弈模型32-34
• 3.4.2 機制有效性分析34-36
• 3.5 仿真實驗驗證36-38
• 3.6 本章小結38-39
• 第四章 基于博弈論的車聯(lián)網(wǎng)RSU最優(yōu)配置方案39-52
• 4.1 研究背景與意義39-40
• 4.1.1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設初期的困難39-40
• 4.1.2 本文創(chuàng)新點40
• 4.2 車聯(lián)網(wǎng)道路模型40-42
• 4.2.1 城市道路模型40-42
• 4.2.2 高速公路模型42
• 4.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計說明42
• 4.3 基于博弈論的車聯(lián)網(wǎng)RSU最優(yōu)配置方案42-50
• 4.3.1 方案概述43-44
• 4.3.2 車流量數(shù)據(jù)擬合建模44-46
• 4.3.3 RSU的單次配置博弈46-50
• 4.4 RSU與車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)間的博弈50-51
• 4.5 本章小結51-52
• 總結52-54
• 參考文獻54-57
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況57-58
• 致謝58

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