车载自组织网络中周期性安全消息广播的研究

发布时间：2017-05-02 09:16

  本文关键词：车载自组织网络中周期性安全消息广播的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：车载自组织网络为全世界范围内日益严重的交通问题提供了一种有效的解决途径,近年来受到越来越多的关注。车间的通信可以实现车辆运行环境的感知,有效保障驾驶的安全。安全应用是车载自组织网络的基本需求,许多安全应用都是以周期性安全消息的交换为基础实现的。因此,保证周期性安全消息的及时、有效分发具有十分重要的意义。评估车辆通信应用和协议时经常通过仿真来完成,仿真设置时选择合适的车辆移动模型是十分重要的。现有移动模型对车辆移动的描述都相对简单,应用局限性较大。因此本论文首先对车辆移动建模进行了研究,提出了一种基于车间作用力的车辆移动模型,为车辆移动性的通用描述提供一种新的解决方法和思路,且加上不同的其他条件可以扩展为更复杂的移动模型。论文对提出的移动模型进行了分析,并给出了单车道移动模型和双车道(换道)移动模型的实现过程。基于上述两种移动模型,论文对车辆的运动状态进行了分析,研究了模型车间距的分布情况及模型中的换道情形,验证了移动模型的有效性,并将其应用到后续的仿真中。周期性安全消息的频发性和无线通信环境的多变性对消息的可靠分发造成严重的挑战。论文对周期性安全消息的广播进行研究,提出生成速率-传输功率联合自适应控制方法。在分别对提出的生成速率自适应控制和传输功率自适应控制原理进行详细阐述后,论文给出了联合自适应控制的实现方法,并对分发时延、消息成功接收率和信道负载三个指标进行了相应的分析。论文通过仿真的方法对上述性能指标进行评估,采用前面提出的双车道移动模型模拟直线公路场景,将其与不采用自适应、单独采用生成速率自适应和单独采用传输功率自适应比较,发现联合自适应控制方法的性能是其中最好的；分析了直线公路场景和十字路口场景下联合自适应方法、前人提出的PULSAR方法(周期性更新负载敏感的自适应速率控制)和不采用自适应三者的性能指标差异,比较表明不采用自适应的性能最差,且联合自适应方法比PULSAR方法的性能更优。仿真结果表明了联合自适应控制方法的可行性。
【关键词】：车载自组织网络 周期性安全消息 车间作用力 车辆移动模型 自适应控制
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-17
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文主要研究工作14-15
• 1.4 论文章节结构15-17
• 2 车载自组织网络基础17-27
• 2.1 车载自组织网络关键技术17-22
• 2.1.1 车载自组织网络架构及特点17-18
• 2.1.2 车载自组织网络技术标准18-22
• 2.2 车载自组织网络的车辆移动模型22-24
• 2.2.1 车辆移动模型分类22-23
• 2.2.2 车辆移动模型的研究方法23-24
• 2.3 车载自组织网络的周期性安全消息24-26
• 2.3.1 周期性安全消息概述24-25
• 2.3.2 周期性安全消息的拥塞控制25-26
• 2.4 本章小节26-27
• 3 基于车间作用力的车辆移动模型27-40
• 3.1 车间作用力的定义及分析27-30
• 3.1.1 车间作用力的定义27-28
• 3.1.2 车间作用力的分析28-30
• 3.2 基于车间作用力移动模型的实现30-32
• 3.2.1 单车道车辆移动模型的实现过程30-31
• 3.2.2 车道(换道)车辆移动模型的实现过程31-32
• 3.3 车辆移动模型的仿真验证及性能分析32-39
• 3.3.1 车辆运动状态的分析33-35
• 3.3.2 车辆移动模型的车间距分布35-36
• 3.3.3 车辆移动模型的换道情形分析36-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 周期性安全消息生成速率-传输功率联合自适应控制40-64
• 4.1 生成速率和传输功率自适应控制原理40-46
• 4.1.1 信道负载评价指标40-41
• 4.1.2 消息生成速率自适应控制的原理41-44
• 4.1.3 消息传输功率自适应控制的原理44-46
• 4.2 联合自适应控制的实现过程及理论分析46-53
• 4.2.1 联合自适应控制的实现过程46-48
• 4.2.2 联合自适应控制的理论分析48-53
• 4.3 联合自适应控制的仿真性能分析53-62
• 4.3.1 仿真环境的设置53-54
• 4.3.2 联合控制的性能分析54-58
• 4.3.3 直线公路场景性能分析58-60
• 4.3.4 十字路口场景性能分析60-62
• 4.4 本章小节62-64
• 5 结论64-66
• 参考文献66-70
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果70-72
• 学位论文数据集72

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