车辆自组织网络实时精确定位算法研究
发布时间：2021-05-17 03:03
车辆的位置信息是实现车辆自组织网络（Vehicular Ad-hoc Networks,VANETs）安全应用、提高网络性能、保障服务质量的重要因素,对于解决交通拥堵、保证交通安全、优化驾驶体验以及促进智能交通等方面具有重要意义。本学位论文重点研究VANET中的车辆定位问题,以提高定位精度和实时性为目标,从车辆定位算法以及定位中的路边单元（Roadside Unit,RSU）部署策略两个方面展开研究,主要内容包括:非视距（Non Line of Sight,NLOS）环境下基于矩阵束和虚拟RSU的单站定位算法、视距（Line of Sight,LOS）环境下的低复杂度单站定位算法、全覆盖场景以及非全覆盖场景下的RSU优化部署策略。通过上述研究可以有效实现基于VANET的车辆实时精确定位,提高系统定位性能以及降低RSU部署成本。论文的主要研究工作及贡献如下:1.针对NLOS环境下的车辆定位问题,提出了一种基于矩阵束和虚拟RSU来实现VANET单站定位算法。该算法包括一种增强矩阵束（Enhanced Matrix Pencil,EMP）算法、虚拟RSU技术和两步加权最小二乘（Weighte...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略语
第1章 绪论
1.1 论文课题研究背景
1.2 车辆自组织网络研究现状
1.2.1 车辆自组织网络体系架构
1.2.2 车辆自组织网络标准及项目进展
1.2.3 车辆自组织网络车辆定位问题
1.3 无线定位技术研究现状
1.3.1 基于测距的定位算法
1.3.2 距离无关的定位算法
1.3.3 定位锚节点部署问题
1.4 论文研究内容
1.5 论文章节安排
第2章 NLOS环境下基于矩阵束和虚拟RSU的车辆单站定位算法
2.1 引言
2.2 系统模型
2.2.1 NLOS环境车辆定位模型
2.2.2 矩阵增强
2.3 基于EMP算法和VRSU的单站定位
2.3.1 基于EMP的联合TOA/AOA估计
2.3.2 生成虚拟RSU
2.3.3 TSWLS位置估计
2.4 系统仿真及其讨论
2.4.1 系统仿真环境
2.4.2 仿真结果及分析
2.5 本章小结
第3章 LOS环境下的低复杂度车辆单站定位算法
3.1 引言
3.2 系统模型
3.3 基于PMP-NLF算法的低复杂度单站定位
3.3.1 基于矩阵幂的信号子空间近似
3.3.2 利用PMP算法进行AOA估计
3.3.3 利用非线性拟合进行TOA估计
3.3.4 车辆位置估计
3.4 算法复杂度分析
3.5 系统仿真及其分析
3.5.1 系统仿真环境
3.5.2 仿真结果及分析
3.6 本章小结
第4章 面向车辆定位的全覆盖场景RSU部署优化算法
4.1 引言
4.2 系统模型
4.2.1 问题分析
4.2.2 GDOP指标
4.2.3 系统假设
4.3 全覆盖场景最优化1重覆盖RSU部署
4.4 全覆盖场景最优化K重覆盖RSU部署
4.4.1 K重覆盖RSU部署问题建模
4.4.2 GDOP分析
4.4.3 统计特性描述
4.4.4 基于APSO的 K重覆盖RSU部署策略
4.5 系统仿真及其讨论
4.5.1 仿真场景及参数设置
4.5.2 性能分析
4.6 本章小结
第5章 面向车辆定位的非全覆盖场景RSU部署优化算法
5.1 引言
5.2 系统模型
5.2.1 车辆航位推算
5.2.2 RSU非全覆盖模型
5.3 非全覆盖场景最优化RSU部署
5.3.1 基于递归模型的GDOP分析
5.3.2 计算费舍尔信息矩阵
5.3.3 基于CPSO的 RSU部署策略
5.4 系统仿真及其讨论
5.4.1 仿真场景及参数设置
5.4.2 性能分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 主要研究成果
6.2 有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
攻读博士学位期间的主要成果
1.发表学术论文
2.申请发明专利
3.参加科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cooperative Vehicular Content Distribution in Edge Computing Assisted 5G-VANET[J]. Guiyang Luo,Quan Yuan,Haibo Zhou,Nan Cheng,Zhihan Liu,Fangchun Yang,Xuemin （Sherman） Shen. 中国通信. 2018(07)
[2]基于三维反向射线跟踪的电波传播预测[J]. 唐亚平,徐大专,朱秋明,任佳敏,周生奎,黄攀. 计算机工程. 2014(03)
[3]车载自组织网络的体系结构和通信协议研究[J]. 杨琼,沈连丰. 中兴通讯技术. 2011(03)
[4]VANET信道规律探讨与建模[J]. 江昊,陈立家,晏蒲柳. 武汉大学学报(理学版). 2008(01)
[5]车用自组织网络传输控制研究[J]. 陈立家,江昊,吴静,郭成城,徐武平,晏蒲柳. 软件学报. 2007(06)
博士论文
[1]车辆自组织网络无线接入若干算法研究[D]. 茆意伟.东南大学 2018
[2]车辆自组织网络MAC层协议的研究[D]. 杨琼.东南大学 2015
本文编号：3190944
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略语
第1章 绪论
1.1 论文课题研究背景
1.2 车辆自组织网络研究现状
1.2.1 车辆自组织网络体系架构
1.2.2 车辆自组织网络标准及项目进展
1.2.3 车辆自组织网络车辆定位问题
1.3 无线定位技术研究现状
1.3.1 基于测距的定位算法
1.3.2 距离无关的定位算法
1.3.3 定位锚节点部署问题
1.4 论文研究内容
1.5 论文章节安排
第2章 NLOS环境下基于矩阵束和虚拟RSU的车辆单站定位算法
2.1 引言
2.2 系统模型
2.2.1 NLOS环境车辆定位模型
2.2.2 矩阵增强
2.3 基于EMP算法和VRSU的单站定位
2.3.1 基于EMP的联合TOA/AOA估计
2.3.2 生成虚拟RSU
2.3.3 TSWLS位置估计
2.4 系统仿真及其讨论
2.4.1 系统仿真环境
2.4.2 仿真结果及分析
2.5 本章小结
第3章 LOS环境下的低复杂度车辆单站定位算法
3.1 引言
3.2 系统模型
3.3 基于PMP-NLF算法的低复杂度单站定位
3.3.1 基于矩阵幂的信号子空间近似
3.3.2 利用PMP算法进行AOA估计
3.3.3 利用非线性拟合进行TOA估计
3.3.4 车辆位置估计
3.4 算法复杂度分析
3.5 系统仿真及其分析
3.5.1 系统仿真环境
3.5.2 仿真结果及分析
3.6 本章小结
第4章 面向车辆定位的全覆盖场景RSU部署优化算法
4.1 引言
4.2 系统模型
4.2.1 问题分析
4.2.2 GDOP指标
4.2.3 系统假设
4.3 全覆盖场景最优化1重覆盖RSU部署
4.4 全覆盖场景最优化K重覆盖RSU部署
4.4.1 K重覆盖RSU部署问题建模
4.4.2 GDOP分析
4.4.3 统计特性描述
4.4.4 基于APSO的 K重覆盖RSU部署策略
4.5 系统仿真及其讨论
4.5.1 仿真场景及参数设置
4.5.2 性能分析
4.6 本章小结
第5章 面向车辆定位的非全覆盖场景RSU部署优化算法
5.1 引言
5.2 系统模型
5.2.1 车辆航位推算
5.2.2 RSU非全覆盖模型
5.3 非全覆盖场景最优化RSU部署
5.3.1 基于递归模型的GDOP分析
5.3.2 计算费舍尔信息矩阵
5.3.3 基于CPSO的 RSU部署策略
5.4 系统仿真及其讨论
5.4.1 仿真场景及参数设置
5.4.2 性能分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 主要研究成果
6.2 有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
攻读博士学位期间的主要成果
1.发表学术论文
2.申请发明专利
3.参加科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cooperative Vehicular Content Distribution in Edge Computing Assisted 5G-VANET[J]. Guiyang Luo,Quan Yuan,Haibo Zhou,Nan Cheng,Zhihan Liu,Fangchun Yang,Xuemin （Sherman） Shen. 中国通信. 2018(07)
[2]基于三维反向射线跟踪的电波传播预测[J]. 唐亚平,徐大专,朱秋明,任佳敏,周生奎,黄攀. 计算机工程. 2014(03)
[3]车载自组织网络的体系结构和通信协议研究[J]. 杨琼,沈连丰. 中兴通讯技术. 2011(03)
[4]VANET信道规律探讨与建模[J]. 江昊,陈立家,晏蒲柳. 武汉大学学报(理学版). 2008(01)
[5]车用自组织网络传输控制研究[J]. 陈立家,江昊,吴静,郭成城,徐武平,晏蒲柳. 软件学报. 2007(06)
博士论文
[1]车辆自组织网络无线接入若干算法研究[D]. 茆意伟.东南大学 2018
[2]车辆自组织网络MAC层协议的研究[D]. 杨琼.东南大学 2015
本文编号：3190944
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3190944.html
