车联网下的信息传递协议优化研究
发布时间：2021-01-10 14:04
车联网（Vehicular Ad Hoc Network,VANET）作为物联网的延伸,通过车辆、行人及交通道路基础设施之间的通信及组网,完成信息处理、感知及交互,为车辆及行人提供低时延、高可靠的通信服务。车联网所提供的低时延、高可靠的信息交互,是未来部署智能交通系统并为车辆行人提供安全服务的基础。因此,车联网中的信息交互必须在传递时延及传递可靠性上,满足交通安全相关应用提出的严苛的网络需求。随着车联网通信标准化及研究的推进,车联网下的信息传递面临着新的问题与挑战。一方面,现有的信息传递协议在电气和电子工程师协会制定的车载环境无线接入（Wireless Access in the Vehicular,WAVE）协议下的多信道环境中难以取得满足安全相关应用的信息传递时延。为保障多信道下的低延时信息传递,需结合具体的多信道环境,设计合适的信道认知及接入技术。另一方面,车辆对于无线射频信号传输的阻碍作用开始受到研究人员的关注,而该效应对车联网下的信息传递带来的负面影响尚未得到足够的分析,并缺乏有效的解决方案。针对上述两个问题并结合车联网自身高动态的网络特性,本文结合WAVE协议制定的协议框架...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 技术层面
1.1.2 用户需求
1.1.3 政策推动
1.2 VANET概述
1.2.1 VANET整体架构
1.2.2 VANET通信网络架构
1.3 车联网下信息传递的具体研究问题
1.3.1 车联网通信的基本特征
1.3.2 具体研究问题概述
1.4 相关研究工作
1.4.1 现有信息传递协议
1.4.2 信息源间的时域调度算法
1.4.3 车辆阻碍效应的相关模型及抑制措施
1.4.4 车辆分布的统计特性及相关模型
1.5 本文的主要工作及结构安排
第二章 车联网下信息传递的协议架构
2.1 WAVE协议族概述
2.2 WAVE信道环境及相关物理层协议
2.3 媒体访问介质层协议
2.3.1 媒体访问介质层的帧结构
2.3.2 增强分布式信道接入
2.4 本章小结
第三章 基于竞争成功率的多源多信道中继竞争机制设计
3.1 WAVE多信道环境下的信息传播概述
3.1.1 WAVE多信道环境下的信道接入及信息传递
3.1.2 多源中继冲突问题
3.2 车辆分布的统计特性与竞争成功率
3.2.1 基于泊松点过程的车辆分布统计建模
3.2.2 竞争成功率的定义
3.3 基于竞争成功率的中继竞争机制
3.4 SPRCA协议性能分析及阈值Pth的最佳选取
3.4.1 多源中继选择冲突发生概率
3.4.2 SPRCA协议的信息传递速率分析
3.5 SPRCA性能评估
3.5.1 仿真环境配置及对比工作
3.5.2 阈值Pth对信息传递速率的影响
3.5.3 车辆密度 λ 对信息传递速率的影响
3.5.4 网络负载PS对信息传递速率的影响
3.5.5 基于实际交通数据的性能测试
3.6 本章小结
第四章 最大广播效率中继协议设计
4.1 车辆阻碍效应及其对信息传递的影响
4.2 广播效率的定义
4.3 广播效率的优化建模
4.4 基于图论的优化方法
4.5 最大广播效率路由（MBER）算法
4.5.1 基于局部信息的广播效率估计算法
4.5.2 动态竞争机制
4.5.3 最大广播效率中继算法的执行
4.6 最大广播效率中继算法的性能评估
4.6.1 评估指标
4.6.2 广播效率估计的精度
4.6.3 广播效率评估
4.6.4 中继成功率评估
4.6.5 平均每跳传递距离评估
4.6.6 基于城市交通数据的仿真
4.6.7 MBER与理论最优解GTO算法的比较
4.7 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
攻读学位期间参与的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于可靠路径稳定性估计的MANET路由发现算法研究[J]. 李智楠,杨晓冬. 通信学报. 2016(08)
[2]基于协议序列平均分配算法的VANET信道接入机制[J]. 徐哲鑫,蔡苓玲,林潇,吴怡. 通信学报. 2016(04)
[3]《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》解读[J]. 曹淑敏. 软件产业与工程. 2015(05)
[4]基于802.11p/WAVE的车联网连通性模型及其应用研究[J]. 刘业,吴国新. 通信学报. 2013(06)
[5]荒漠场景应用的车联网及其分簇路由算法[J]. 默罕莫德·默森,许凯凯,夏玮玮,吴怡,沈连丰. 通信学报. 2012(10)
[6]我国车联网产业的发展模式与政策需求[J]. 何霞,王泉,黄明,刘玥. 移动通信. 2012(17)
[7]浅谈802.11p在车联网中的应用及发展趋势[J]. 陈广奕. 网络与信息. 2012(08)
[8]国内外车联网的发展[J]. 张家同,王志强,曹绪龙. 数字通信世界. 2012(02)
本文编号：2968839
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 技术层面
1.1.2 用户需求
1.1.3 政策推动
1.2 VANET概述
1.2.1 VANET整体架构
1.2.2 VANET通信网络架构
1.3 车联网下信息传递的具体研究问题
1.3.1 车联网通信的基本特征
1.3.2 具体研究问题概述
1.4 相关研究工作
1.4.1 现有信息传递协议
1.4.2 信息源间的时域调度算法
1.4.3 车辆阻碍效应的相关模型及抑制措施
1.4.4 车辆分布的统计特性及相关模型
1.5 本文的主要工作及结构安排
第二章 车联网下信息传递的协议架构
2.1 WAVE协议族概述
2.2 WAVE信道环境及相关物理层协议
2.3 媒体访问介质层协议
2.3.1 媒体访问介质层的帧结构
2.3.2 增强分布式信道接入
2.4 本章小结
第三章 基于竞争成功率的多源多信道中继竞争机制设计
3.1 WAVE多信道环境下的信息传播概述
3.1.1 WAVE多信道环境下的信道接入及信息传递
3.1.2 多源中继冲突问题
3.2 车辆分布的统计特性与竞争成功率
3.2.1 基于泊松点过程的车辆分布统计建模
3.2.2 竞争成功率的定义
3.3 基于竞争成功率的中继竞争机制
3.4 SPRCA协议性能分析及阈值Pth的最佳选取
3.4.1 多源中继选择冲突发生概率
3.4.2 SPRCA协议的信息传递速率分析
3.5 SPRCA性能评估
3.5.1 仿真环境配置及对比工作
3.5.2 阈值Pth对信息传递速率的影响
3.5.3 车辆密度 λ 对信息传递速率的影响
3.5.4 网络负载PS对信息传递速率的影响
3.5.5 基于实际交通数据的性能测试
3.6 本章小结
第四章 最大广播效率中继协议设计
4.1 车辆阻碍效应及其对信息传递的影响
4.2 广播效率的定义
4.3 广播效率的优化建模
4.4 基于图论的优化方法
4.5 最大广播效率路由（MBER）算法
4.5.1 基于局部信息的广播效率估计算法
4.5.2 动态竞争机制
4.5.3 最大广播效率中继算法的执行
4.6 最大广播效率中继算法的性能评估
4.6.1 评估指标
4.6.2 广播效率估计的精度
4.6.3 广播效率评估
4.6.4 中继成功率评估
4.6.5 平均每跳传递距离评估
4.6.6 基于城市交通数据的仿真
4.6.7 MBER与理论最优解GTO算法的比较
4.7 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
攻读学位期间参与的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于可靠路径稳定性估计的MANET路由发现算法研究[J]. 李智楠,杨晓冬. 通信学报. 2016(08)
[2]基于协议序列平均分配算法的VANET信道接入机制[J]. 徐哲鑫,蔡苓玲,林潇,吴怡. 通信学报. 2016(04)
[3]《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》解读[J]. 曹淑敏. 软件产业与工程. 2015(05)
[4]基于802.11p/WAVE的车联网连通性模型及其应用研究[J]. 刘业,吴国新. 通信学报. 2013(06)
[5]荒漠场景应用的车联网及其分簇路由算法[J]. 默罕莫德·默森,许凯凯,夏玮玮,吴怡,沈连丰. 通信学报. 2012(10)
[6]我国车联网产业的发展模式与政策需求[J]. 何霞,王泉,黄明,刘玥. 移动通信. 2012(17)
[7]浅谈802.11p在车联网中的应用及发展趋势[J]. 陈广奕. 网络与信息. 2012(08)
[8]国内外车联网的发展[J]. 张家同,王志强,曹绪龙. 数字通信世界. 2012(02)
本文编号：2968839
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/2968839.html
