变化网络性能条件下车载异构网络系统模型与切换方法
发布时间：2021-11-11 23:28
车载异构网络是智能交通的关键技术和研究热点之一。现有车载异构网络研究融合具有固定性能的无线网络技术,通过网络间的垂直切换,为车路协同应用提供“永远最佳的连接”。当这种网络系统应用于网络性能随着网络拥堵状况变化而变化的真实场景时,会出现乒乓效应,造成网络性能降低,无法为车路协同应用提供稳定、可靠的信息服务。针对上述问题,论文对车载异构网络中无线网络技术特性、网络效用评价、网络切换博弈理论等展开了深入研究,在充分调研国内外研究现状的基础上,提出了变化网络性能条件下车载异构网络系统模型和切换方法。本文具体研究内容如下:1.提出了变化网络性能条件下车载异构网络系统模型。首先分析基于经典博弈的车载异构网络切换算法应用于变化网络性能的稳定性问题,证明本文提出变化网络性能场景的必要性;然后,针对现有的车载异构网络系统结构难以同时保证不增加额外的网络开销,提供透明传输且适用于现行的交通机电系统,论文提出了面向变化网络性能的车载异构网络系统结构;参考静态交通流分配模型,对变化网络性能条件下车载异构网络系统进行建模。该模型对车载异构网络系统中由终端切换造成的网络性能变化进行描述,同时定义了用户均衡和系统最...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于分簇的车载异构网络系统结构示意图
第三章变化网络性能条件下车载异构网络系统建模47图3.4混合系统间结构表3.1针对图3.4的英文简写说明表英文简写中文释义英文简写中文释义AAA鉴定、认证与计费MN移动节点AEN接入边缘节点NB3G基站AR接入路由器PCF包控制功能BEN便捷边缘节点PSDN分组交换数据网BSC基站子系统PS分组交换BS基站RAN无线接入网GGSN网关型GPRS支持节点RNC无线网络控制器HA归属代理SGSN服务GPRS支持节点HLR归属位寄存器UTRANUMTS陆地无线接入网HSS归属签约用户服务器WIG互工作网关MAP移动锚点根据上述对现有车载异构网络系统结构的总结发现，车载异构网络系统结构在一定程度上决定了网络性能和所适用的车载异构网络应用。建立能够符合车联网应用需求和结构需求的网络结构十分重要。上述现有方法存在4个问题：1.额外的网络开销：为了维护车载异构网络系统，向车载异构网络终端提供用于网络切换的网络参数，现有异构网络系统结构均需要增加额外的网络开销。在网络流量较小，网络容量充足时，额外的网络开销不会对异构网络系统造成明显的影响；在网络流量较大，网络容量不足时，额外的网络开销会加剧车载异构网络系统的拥塞，降低异构
第三章变化网络性能条件下车载异构网络系统建模59可以用于网络仿真中，网络性能随着终端数量增加而降低的状态描述。在实际应用中，网络性能评价可通过基于传输时延、丢包率以及时延抖动等性能参数确定。该动态函数将用于本文后续的仿真研究。需要说明的是，所提出的网络性能评价函数仅用于描述网络性能随终端数量增加而下降的变化的趋势，不与真实的网络性能产生对应关系。上述函数更换为其他单调递减的线性、非线性函数不影响本文仿真效果。基于上述函数给定的终端数量与网络评价的对应关系，通过计算机枚举求解。不同终端数量条件下，用户均衡各个网络终端数如图3.10所示。图3.10不同预设终端总数量下用户均衡各网络终端数根据图3.10，发现在给定网络性能模型条件下，当终端数量小于50时，所有终端都附着在DSRC中，可以实现用户均衡。当终端数量大于50时，终端分配在DSRC、LTE和Wi-Fi三种网络中，以实现用户均衡。图中所显示类似抖动的折线，是由于在总终端数量增加时，某一特定网络所附着的终端数量不变造成的。根据计算机仿真结果，在给定不同终端数量时，系统最优状态下，选择各个网络的终端数如图3.11所示。图3.11不同预设终端总数量下系统最优各网络终端数
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑网络拥堵与系统公平的车载异构网络选择方法[J]. 李骁驰,徐志刚,陈婷,赵祥模. 交通运输工程学报. 2019(03)
[2]面向智能网联交通系统的模块化柔性试验场[J]. 李骁驰,赵祥模,徐志刚,王润民,王文威. 中国公路学报. 2019(06)
[3]Application-Oriented Performance Comparison of 802.11p and LTE-V in a V2V Communication System[J]. Mengkai Shi,Yi Zhang,Danya Yao,Chang Lu. Tsinghua Science and Technology. 2019(02)
[4]智能网联交通技术发展现状及趋势[J]. 冉斌,谭华春,张健,曲栩. 汽车安全与节能学报. 2018(02)
[5]一种基于协助下载方法的车联网选车策略[J]. 刘建航,毕经平,葛雨明,李世宝,陈海华,李忠诚. 计算机学报. 2016(05)
[6]车联网环境下一种新的Wi-Fi快速接入机制[J]. 张永忠,乔志龙. 单片机与嵌入式系统应用. 2015(11)
[7]泛在交通信息服务系统的概念、架构与关键技术[J]. 赵祥模,惠飞,史昕,马峻岩,杨澜. 交通运输工程学报. 2014(04)
[8]有限理性下的演化博弈与合作机制研究[J]. 王先甲,全吉,刘伟兵. 系统工程理论与实践. 2011(S1)
[9]基于双层博弈的交通方式选择[J]. 贺国光,纪银苗,刘峰涛. 长安大学学报(社会科学版). 2006(03)
[10]无线传感器网络分簇路由协议[J]. 沈波,张世永,钟亦平. 软件学报. 2006(07)
硕士论文
[1]基于4G-LTE与WAVE的车联网无线通信平台构建与性能测试[D]. 李骁驰.长安大学 2015
[2]基于Wi-Fi Direct的车路协同数据分发技术[D]. 陈皓.长安大学 2015
[3]面向车路协同的路侧节点部署与异构网络切换方法[D]. 王健.长安大学 2015
本文编号：3489749
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于分簇的车载异构网络系统结构示意图
第三章变化网络性能条件下车载异构网络系统建模47图3.4混合系统间结构表3.1针对图3.4的英文简写说明表英文简写中文释义英文简写中文释义AAA鉴定、认证与计费MN移动节点AEN接入边缘节点NB3G基站AR接入路由器PCF包控制功能BEN便捷边缘节点PSDN分组交换数据网BSC基站子系统PS分组交换BS基站RAN无线接入网GGSN网关型GPRS支持节点RNC无线网络控制器HA归属代理SGSN服务GPRS支持节点HLR归属位寄存器UTRANUMTS陆地无线接入网HSS归属签约用户服务器WIG互工作网关MAP移动锚点根据上述对现有车载异构网络系统结构的总结发现，车载异构网络系统结构在一定程度上决定了网络性能和所适用的车载异构网络应用。建立能够符合车联网应用需求和结构需求的网络结构十分重要。上述现有方法存在4个问题：1.额外的网络开销：为了维护车载异构网络系统，向车载异构网络终端提供用于网络切换的网络参数，现有异构网络系统结构均需要增加额外的网络开销。在网络流量较小，网络容量充足时，额外的网络开销不会对异构网络系统造成明显的影响；在网络流量较大，网络容量不足时，额外的网络开销会加剧车载异构网络系统的拥塞，降低异构
第三章变化网络性能条件下车载异构网络系统建模59可以用于网络仿真中，网络性能随着终端数量增加而降低的状态描述。在实际应用中，网络性能评价可通过基于传输时延、丢包率以及时延抖动等性能参数确定。该动态函数将用于本文后续的仿真研究。需要说明的是，所提出的网络性能评价函数仅用于描述网络性能随终端数量增加而下降的变化的趋势，不与真实的网络性能产生对应关系。上述函数更换为其他单调递减的线性、非线性函数不影响本文仿真效果。基于上述函数给定的终端数量与网络评价的对应关系，通过计算机枚举求解。不同终端数量条件下，用户均衡各个网络终端数如图3.10所示。图3.10不同预设终端总数量下用户均衡各网络终端数根据图3.10，发现在给定网络性能模型条件下，当终端数量小于50时，所有终端都附着在DSRC中，可以实现用户均衡。当终端数量大于50时，终端分配在DSRC、LTE和Wi-Fi三种网络中，以实现用户均衡。图中所显示类似抖动的折线，是由于在总终端数量增加时，某一特定网络所附着的终端数量不变造成的。根据计算机仿真结果，在给定不同终端数量时，系统最优状态下，选择各个网络的终端数如图3.11所示。图3.11不同预设终端总数量下系统最优各网络终端数
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑网络拥堵与系统公平的车载异构网络选择方法[J]. 李骁驰,徐志刚,陈婷,赵祥模. 交通运输工程学报. 2019(03)
[2]面向智能网联交通系统的模块化柔性试验场[J]. 李骁驰,赵祥模,徐志刚,王润民,王文威. 中国公路学报. 2019(06)
[3]Application-Oriented Performance Comparison of 802.11p and LTE-V in a V2V Communication System[J]. Mengkai Shi,Yi Zhang,Danya Yao,Chang Lu. Tsinghua Science and Technology. 2019(02)
[4]智能网联交通技术发展现状及趋势[J]. 冉斌,谭华春,张健,曲栩. 汽车安全与节能学报. 2018(02)
[5]一种基于协助下载方法的车联网选车策略[J]. 刘建航,毕经平,葛雨明,李世宝,陈海华,李忠诚. 计算机学报. 2016(05)
[6]车联网环境下一种新的Wi-Fi快速接入机制[J]. 张永忠,乔志龙. 单片机与嵌入式系统应用. 2015(11)
[7]泛在交通信息服务系统的概念、架构与关键技术[J]. 赵祥模,惠飞,史昕,马峻岩,杨澜. 交通运输工程学报. 2014(04)
[8]有限理性下的演化博弈与合作机制研究[J]. 王先甲,全吉,刘伟兵. 系统工程理论与实践. 2011(S1)
[9]基于双层博弈的交通方式选择[J]. 贺国光,纪银苗,刘峰涛. 长安大学学报(社会科学版). 2006(03)
[10]无线传感器网络分簇路由协议[J]. 沈波,张世永,钟亦平. 软件学报. 2006(07)
硕士论文
[1]基于4G-LTE与WAVE的车联网无线通信平台构建与性能测试[D]. 李骁驰.长安大学 2015
[2]基于Wi-Fi Direct的车路协同数据分发技术[D]. 陈皓.长安大学 2015
[3]面向车路协同的路侧节点部署与异构网络切换方法[D]. 王健.长安大学 2015
本文编号：3489749
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