认知车载网络频谱分配策略优化研究
发布时间：2021-07-04 20:39
车载自组织网络（Vehicular ad hoc network,VANET）是未来智能交通系统中不可或缺的关键部分,人们对于各种面向VANET的应用需求日益增长,导致专为VANET划分的通信频段出现供不应求的局面。将认知无线电技术引入VANET可以有效缓解其中频谱资源不足的问题。认知车载网络（Cognitive Radio for Vehicular Ad hoc Network,CR-VANET）中合理高效的频谱分配策略具有提高道路安全性、改善用户出行体验和提高交通效率的巨大应用前景,同时也面临着车辆移动速度快、通信链路持续时间短、多元车载业务服务质量（Quality of Service,QoS）需求不同等挑战。本文以认知车载网络为背景,针对频谱资源稀缺与传统的认知无线网络频谱分配很难完全适应匹配VANET环境的问题,在考虑车辆移动性的基础上,对CR-VANET频谱分配问题进行了深入的研究,主要研究内容如下:（1）高速公路场景下CR-VANET的模型构建与频谱分配算法的比较分析。分析车辆移动性对车载网络性能的影响,定义车辆移动性与频谱分配之间的关联关系,从应用场景和车辆移动模型两...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速公路场景图
14为τ，数据传输时长为cT并认为该时长能满足每一个车辆用户的服务需求，本文假设τ与sT和cT相比非常小，因此在后续评估分析的部分τ的值可以忽略不计。图2-2PBU网络的帧结构图从图2-2中可以知道频谱感知是频谱分配的前提，而频谱感知的作用主要是检测和识别信道中是否存在授权PBU，从而在授权PBU不受干扰的前提下决策空闲PBU信道资源的分配方式。于是授权PBU的活动性分析是VANET频谱感知部分的关键，同时也为VANET频谱分配做好了铺垫。现有的工作提出了Markov链、时间序列、ON-OFF过程等来描述PBU的活动性。本文中PBU的活动被建模为指数分布的ON-OFF过程，ON状态表明PBU正在占用信道进行数据传输的时间段，当PBU完成了传输且没有要继续传输的内容时就进入了OFF模式，此时PBU所在的信道对于VU就是空闲可以接入使用的，其在ON和OFF状态之间交替。具体过程如图2-3所示：图2-3PBU的ON/OFF模型状态图如果α和β分别表示PBU的忙碌率和空闲率，则PBU在其授权信道上不存在的概率为/aP=βα+β，PBU占用信道的概率为/bP=αα+β。在数据传输时段，本文考虑在两种可能的情况下分析车辆用户对PBU造成的干扰。第一种情况下，RCU在感知期间正确地检测到PBU处于空闲状态，但是PBU在VU数据传输阶段中突然进行了状态转换，即PBU突然返回到信道。
14为τ，数据传输时长为cT并认为该时长能满足每一个车辆用户的服务需求，本文假设τ与sT和cT相比非常小，因此在后续评估分析的部分τ的值可以忽略不计。图2-2PBU网络的帧结构图从图2-2中可以知道频谱感知是频谱分配的前提，而频谱感知的作用主要是检测和识别信道中是否存在授权PBU，从而在授权PBU不受干扰的前提下决策空闲PBU信道资源的分配方式。于是授权PBU的活动性分析是VANET频谱感知部分的关键，同时也为VANET频谱分配做好了铺垫。现有的工作提出了Markov链、时间序列、ON-OFF过程等来描述PBU的活动性。本文中PBU的活动被建模为指数分布的ON-OFF过程，ON状态表明PBU正在占用信道进行数据传输的时间段，当PBU完成了传输且没有要继续传输的内容时就进入了OFF模式，此时PBU所在的信道对于VU就是空闲可以接入使用的，其在ON和OFF状态之间交替。具体过程如图2-3所示：图2-3PBU的ON/OFF模型状态图如果α和β分别表示PBU的忙碌率和空闲率，则PBU在其授权信道上不存在的概率为/aP=βα+β，PBU占用信道的概率为/bP=αα+β。在数据传输时段，本文考虑在两种可能的情况下分析车辆用户对PBU造成的干扰。第一种情况下，RCU在感知期间正确地检测到PBU处于空闲状态，但是PBU在VU数据传输阶段中突然进行了状态转换，即PBU突然返回到信道。
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应步长布谷鸟搜索算法[J]. 李荣雨,戴睿闻. 计算机科学. 2017(05)
[2]Advances in Vehicular Ad-hoc Networks（VANETs）:Challenges and Road-map for Future Development[J]. Elias C.Eze,Si-Jing Zhang,En-Jie Liu,Joy C.Eze. International Journal of Automation and Computing. 2016(01)
[3]车载自组织网络拓扑特性及控制[J]. 张宏,李杰. 交通运输系统工程与信息. 2015(02)
[4]认知协同车载网络中基于QoS保障的协作频谱分配机制（英文）[J]. 张磊,罗涛,刘蔚,祝思婷,李剑峰. 中国通信. 2014(10)
[5]ad hoc网络中一种基于信任模型的机会路由算法[J]. 王博,陈训逊. 通信学报. 2013(09)
[6]一种基于连接性的VANETs地理机会路由协议[J]. 刘杰,唐伦,龚璞,陈前斌. 计算机应用研究. 2013(04)
[7]车载自组织网络关键技术[J]. 王昭然,谢显中,赵鼎新. 电信科学. 2011(01)
硕士论文
[1]认知无线电中基于图论的频谱分配算法[D]. 樊路.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3265502
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速公路场景图
14为τ，数据传输时长为cT并认为该时长能满足每一个车辆用户的服务需求，本文假设τ与sT和cT相比非常小，因此在后续评估分析的部分τ的值可以忽略不计。图2-2PBU网络的帧结构图从图2-2中可以知道频谱感知是频谱分配的前提，而频谱感知的作用主要是检测和识别信道中是否存在授权PBU，从而在授权PBU不受干扰的前提下决策空闲PBU信道资源的分配方式。于是授权PBU的活动性分析是VANET频谱感知部分的关键，同时也为VANET频谱分配做好了铺垫。现有的工作提出了Markov链、时间序列、ON-OFF过程等来描述PBU的活动性。本文中PBU的活动被建模为指数分布的ON-OFF过程，ON状态表明PBU正在占用信道进行数据传输的时间段，当PBU完成了传输且没有要继续传输的内容时就进入了OFF模式，此时PBU所在的信道对于VU就是空闲可以接入使用的，其在ON和OFF状态之间交替。具体过程如图2-3所示：图2-3PBU的ON/OFF模型状态图如果α和β分别表示PBU的忙碌率和空闲率，则PBU在其授权信道上不存在的概率为/aP=βα+β，PBU占用信道的概率为/bP=αα+β。在数据传输时段，本文考虑在两种可能的情况下分析车辆用户对PBU造成的干扰。第一种情况下，RCU在感知期间正确地检测到PBU处于空闲状态，但是PBU在VU数据传输阶段中突然进行了状态转换，即PBU突然返回到信道。
14为τ，数据传输时长为cT并认为该时长能满足每一个车辆用户的服务需求，本文假设τ与sT和cT相比非常小，因此在后续评估分析的部分τ的值可以忽略不计。图2-2PBU网络的帧结构图从图2-2中可以知道频谱感知是频谱分配的前提，而频谱感知的作用主要是检测和识别信道中是否存在授权PBU，从而在授权PBU不受干扰的前提下决策空闲PBU信道资源的分配方式。于是授权PBU的活动性分析是VANET频谱感知部分的关键，同时也为VANET频谱分配做好了铺垫。现有的工作提出了Markov链、时间序列、ON-OFF过程等来描述PBU的活动性。本文中PBU的活动被建模为指数分布的ON-OFF过程，ON状态表明PBU正在占用信道进行数据传输的时间段，当PBU完成了传输且没有要继续传输的内容时就进入了OFF模式，此时PBU所在的信道对于VU就是空闲可以接入使用的，其在ON和OFF状态之间交替。具体过程如图2-3所示：图2-3PBU的ON/OFF模型状态图如果α和β分别表示PBU的忙碌率和空闲率，则PBU在其授权信道上不存在的概率为/aP=βα+β，PBU占用信道的概率为/bP=αα+β。在数据传输时段，本文考虑在两种可能的情况下分析车辆用户对PBU造成的干扰。第一种情况下，RCU在感知期间正确地检测到PBU处于空闲状态，但是PBU在VU数据传输阶段中突然进行了状态转换，即PBU突然返回到信道。
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应步长布谷鸟搜索算法[J]. 李荣雨,戴睿闻. 计算机科学. 2017(05)
[2]Advances in Vehicular Ad-hoc Networks（VANETs）:Challenges and Road-map for Future Development[J]. Elias C.Eze,Si-Jing Zhang,En-Jie Liu,Joy C.Eze. International Journal of Automation and Computing. 2016(01)
[3]车载自组织网络拓扑特性及控制[J]. 张宏,李杰. 交通运输系统工程与信息. 2015(02)
[4]认知协同车载网络中基于QoS保障的协作频谱分配机制（英文）[J]. 张磊,罗涛,刘蔚,祝思婷,李剑峰. 中国通信. 2014(10)
[5]ad hoc网络中一种基于信任模型的机会路由算法[J]. 王博,陈训逊. 通信学报. 2013(09)
[6]一种基于连接性的VANETs地理机会路由协议[J]. 刘杰,唐伦,龚璞,陈前斌. 计算机应用研究. 2013(04)
[7]车载自组织网络关键技术[J]. 王昭然,谢显中,赵鼎新. 电信科学. 2011(01)
硕士论文
[1]认知无线电中基于图论的频谱分配算法[D]. 樊路.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3265502
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