VANET中基于亲密度和合作下载的流量卸载研究

发布时间：2020-07-11 02:39

【摘要】：传统的蜂窝网络无法满足人们对视频,大文件和娱乐的需求。为了解决这些问题,通过车辆与车辆及基础设施(Vehicles-to-Everything,V2X)合作下载是实现良好的驾驶体验和流量卸载的典型解决方案。合作下载可以更好地实现能源效率,低排放和资源共享。使用合作车辆下载文件的智能交通系统(Intelligent Transport Systems,ITS)正在引起越来越多的关注,未来的商业潜力是无法估量的,实现了双赢局面。低功率无线通信和微电子技术的进步对交通系统产生了巨大影响,路边单元(Road-Side-Unit,RSU)的普遍部署有望随时随地为车载用户提供直通互联网从而卸载了昂贵的蜂窝网流量。然而,因为车辆的高速移动性和车辆用户之间的高争用性,从RSU下载数据分组并不总是可靠的。构建合作下载的关键挑战之一是需要一种通信算法,实现间歇连接和实时计算的多媒体服务。本文的主要研究内容包括在RSU内,车辆采用一种基于分簇的道路划分下载机制。在车辆下载完成后,采用一种车车通信路由算法,使用簇内和簇外车辆完成对整个文件的合作下载。该算法由相遇时间间隔定义的活跃值,相对速度,相对连接时间组成的亲密度来决定合作车辆的优先级顺序,帮助请求车辆选择最合适的中继车辆。本文主要研究目标是:使车辆根据自身情况选择最合适的合作车辆高效率的完成整个文件的下载,减少时间延迟,卸载流量。本文使用ONE仿真平台,并介绍了四种对比算法:EBRR、MMCD、CORE和EBR。使用这几个算法与本研究提出的OBCDI进行对比实验。对这三个指标:传输成功率、平均传输时延以及网络负荷量分别进行性能对比仿真。通过改变RSU发布文件间隔、文件截止时间及车辆储存空间大小获得关于传输成功率,传输时延和网络负荷量的仿真结果。经过实验分析,在仿真参数相同时,OBCDI算法的文件传输可靠性较高,网络负荷量较低,达到了传输成功率与网络负荷量平衡的目标。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U463.6;U495
【图文】：

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Fi 的最直接方式可以卸载约 65％的蜂窝流量。此外，通过延迟数据应用程量（超过 80％）的数据。然而，由于车辆通信环境的高动态性，例如由于动性，快速波动的无线信道等导致的高动态网络拓扑，需要仔细研究用于卸载的有效性。使用车辆合作下载还有多实用意义与研究价值：）实现了在 RSU 覆盖不到的盲区条件进行下载，这相当于扩大了 RSU 的增加了链接范围。在一些偏远地区或者高速公路等环境下，RSU 的部署稀合作下载对于人们在驾驶时实现娱乐活动有更加深刻的意义。）多辆车辆进行组网下载文件，可以更好的进行车辆之间的文件下载合作共相互合作，可以得到更多的信息，实现信息共享。同时，也为平行驾驶提源和平台。）车辆合作下载的进行产生了更多产业和衍生研究方向。技术的革新促进进一步发展。比如对于车辆的激励机制，云计算以及边缘计算，路由协议面，合作下载提供了新的方向与思路。

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图 2.2 VANET 中卸载框架示意图卸载的性能与 RSU 的可用性，用户移动性，用户数据应用的延迟容忍特性等密相关。能耗是移动通信中的一个重要问题，因为大多数移动设备都是由电池供电且能有限，每辆车辆的高速移动特性，RSU 的网络资源和覆盖范围有限。在使用合作车辆行蜂窝网的卸载中，最重要的问题是知道可以卸载多少数据。对于一个车辆 i 来说，了传统的通过蜂窝网本地下载，还可以将下载任务通过 RSU 在无线网络中下载或者一部分下载任务迁移到其他车辆，与一些合作车辆进行组网，共同完成下载任务。把蜂窝网卸载可以节省大量的能量，这是因为使用合作车辆进行文件的下载可以供比 3G 网络更高的数据速率，产生更短的数据传输时间并因此产生更低的能量消26-28]。旨在提高移动设备能效的卸载方案，努力减少智能手机捕获上传延迟容忍视频应用中的能量消耗，以确定何时推迟视频传输以最小化总能量消耗，同时保证有限的均传输延迟。通过车辆之间的相互传输，进行合作下载以避免将流量卸载到低吞吐量网络以提高能效，节省了能量。

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图 2.3 典型城市模型：在曼哈顿模型中，街道地图用于生成节以及这些街道的交叉点组成。在初始模拟时节点可以在垂直方向或水平方向上移动。当的街道（即直线或左或右）。如果一个节点机会继续朝同一方向或 25％的机会转向东/度取决于先前移动的方向。一般情况下，本型中直行或者转弯的概率如下式所示。t( )1p A = 曼哈顿模型中，设定某辆车辆r ，它的瞬时速度设定为 ( )r1v t+，那么，本研究可以v( t)vr≤

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