车载自组网中关联网络编码的数据分发机制研究

发布时间：2017-09-14 05:01

  本文关键词：车载自组网中关联网络编码的数据分发机制研究

  更多相关文章： 车载自组网 数据分发 网络编码 即时解码 多播 路边单元 中继选择

【摘要】：车载自组网(Vehicular Ad-hoc Networks, VANETs)是一种特殊的移动自组织网络。在VANETs中,其高动态的拓扑结构,容易引起短距离通信的高迁移率。此外,由于无线资源有限,且无线信道易损耗,使得VANETs的数据分发面临严峻挑战。如何高效的进行数据分发是当前VANETs中的一个研究热点。VANETs中能够承受高功率数据收发的路边基础设施单元(Road Side Unit, RSU)造价昂贵,如何提高RSU为车辆服务(Infrastructure-to-Vehicle, I2V)的效率,是VANETs数据分发中的一个关键问题。另外,车辆间也可以利用协作技术,进行互助转发,从而减轻RSU负载。如何在车辆间(Vehicle-to-Vehicle, V2V)有效的协作数据分发也是一个值得研究的问题。已有研究证明,将网络编码技术应用于无线网络数据分发可以提高多播容量,增强传输可靠性,同时缩短传输时延,但是将网络编码应用于VANETs领域的相关研究较少。本文围绕如何提高VANETs数据分发系统性能的问题,综合考虑多种因素,结合网络编码技术,分别研究了适用于VANETs中I2V及V2V场景下的数据分发机制,具体如下：在I2V场景中,针对VANETs的信道不稳定、拓扑动态变化快及网络容量有限等特点,研究路边基础设施单元如何将数据快速、高效、可靠地分发给车辆的关键问题。提出一种基于网络编码的RSU多播重传算法,在多播第一阶段结束后,综合车辆的位置信息、速度、行驶方向以及数据有效性等特征,求解最优网络编码组合,多播该组合构造的编码包以提高数据分发效率。仿真实验结果表明,所提算法与采用无编码和随机线性网络编码重传算法相比,平均数据下载速率提高了4倍,平均下载时延减小了90%,数据分发时延分别减小了40%和20%,显著提升了VANETs中数据分发的性能。在V2V场景中,针对VANETs高速公路环境中,车辆移动速度快,信号损耗大等特点,提出一个无碰撞的V2V分布式中继协作算法。本算法综合考虑了信道条件,数据接收情况,车辆位置以及移动速度等要素,通过请求-确认方式以确定候选中继车辆。另外,在中继重传数据时,采用了即时可解码网络编码方法对待传数据进行编码重传,有效的减少了车辆用户的平均接入时间,同时改善了各个用户的数据下载率。仿真实验结果表明,所提算法在没有额外开销的情况下,有效地减少了在高速公路场景中数据协作分发的延迟,并提高了数据下载速率及无线信道的资源利用率。
【关键词】：车载自组网 数据分发 网络编码 即时解码 多播 路边单元 中继选择
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;U495
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-15
• 1.2 本文研究内容15-16
• 1.3 论文的组织16-18
• 第二章 国内外研究现状分析18-30
• 2.1 国内外研究现状18-27
• 2.1.1 车载自组织网络中数据分发技术18-20
• 2.1.2 无线中继技术的研究及在车载自组织网络中的应用20-23
• 2.1.3 网络编码技术23-27
• 2.2 现状分析27-28
• 2.3 本章小结28-30
• 第三章 I2V中关联网络编码技术的RSU多播重传算法30-40
• 3.1 RSU多播重传模型30-32
• 3.2 RSU多播重传算法IDRT32-34
• 3.3 关联即时解码网络编码IDNC34
• 3.4 实验结果及分析34-39
• 3.4.1 性能评估34-35
• 3.4.2 下载率35-37
• 3.4.3 下载时延37-38
• 3.4.4 稳定性38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 V2V中关联网络编码的分布式中继选择算法40-52
• 4.1 V2V中继重传模型40-42
• 4.2 无碰撞的分布式中继选择算法42-46
• 4.3 实验结果及分析46-51
• 4.3.1 性能评估46
• 4.3.2 实验参数设置46-47
• 4.3.3 算法比较47-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 总结与展望52-56
• 5.1 论文总结52-53
• 5.2 下一步工作53-56
• 致谢56-58
• 参考文献58-66
• 附录A 攻读硕士学位期间发表论文66-67
• 附录B 攻读硕士期间参与项目67-68
• 附录C 攻读硕士期间申请软件著作权68

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本文编号：848007