车联网信道接入与跨层优化研究
发布时间：2021-04-28 06:52
随着经济的发展,人均汽车保有量逐年增加。汽车的增加在为人们出行带来便利的同时加重了交通压力,使得交通安全问题更加严峻。作为物联网的一个重要分支,车联网被认为是未来智能交通系统的基础,对提高道路安全发挥着关键性作用。但是由于车辆移动速度快,导致车联网网络拓扑结构变化剧烈、信道资源不均衡,为车联网通信的实时性和可靠性带来了诸多隐患。与其他无线通信技术相比,车联网通信节点间链路维持时间短,提高信道接入效率和并发通信能力是提高车联网通信质量的关键。如何保证车联网中信息的快速正确传输,降低通信延时、提高信道利用率,成为了车联网通信优化亟待解决的问题。现有研究大多针对车联网的路由算法、信道接入策略以及资源调度等进行优化,越来越接近理论值。为此,本文对车联网安全相关业务特征进行分析,从车与基站、车与车、多基站三种场景入手,基于干扰管理和跨层优化的理念对车联网进行优化。结合车辆移动性和通信负载预测在车联网中实现干扰对齐和信道共享,提高信道利用率和信道并发接入能力的同时,保证优化方法的鲁棒性。本文主要工作如下:1)面向车-基站的干扰对齐优化算法研究多输入多输出通信系统存在多用户干扰,而干扰对齐这一新型干...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
主要缩略语英汉对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 车联网技术方案
1.1.3 技术方案存在的问题
1.1.4 车联网研究现状
1.2 论文内容
1.2.1 研究内容和关键问题
1.2.2 论文结构及章节安排
第二章 研究现状与理论基础
2.1 车联网跨层优化
2.2 相关典型优化方法研究现状
2.2.1 路由与资源分配动态决策研究
2.2.2 基于通信负载预测的优化研究
2.3 干扰对齐
2.3.1 干扰管理及干扰对齐
2.3.2 干扰对齐理论基础
2.3.3 车联网干扰对齐研究现状
2.4 优化问题求解与仿真工具
2.4.1 马尔可夫决策过程建模与求解
2.4.2 优化问题建模与求解
2.5 本章小结
第三章 面向车-基站的干扰对齐优化算法研究
3.1 场景与系统模型
3.1.1 研究场景和时隙管理
3.1.2 通信模型
3.1.3 问题描述
3.2 车联网干扰管理优化模型
3.2.1 车辆广播通信模型
3.2.2 车与基站干扰对齐模型
3.2.3 多跳路由协助传输
3.2.4 模型转换与优化问题
3.3 基于CSI区域二次分簇算法
3.3.1 基于RSSI值的分簇
3.3.2 基于位置的二次分簇
3.4 仿真及数据分析
3.4.1 仿真场景及分簇算法
3.4.2 实验结果及数据分析
3.4.2.1 V?V车辆间通信传输
3.4.2.2 数据驱动的协助传输
3.4.2.3 车与基站间通信分析
3.4.3 优化目标结果分析
3.5 本章小结
第四章 车联网自组织网络干扰对齐跨层优化研究
4.1 研究场景和系统模型
4.1.1 场景和网络模型
4.1.2 信道状态信息更新
4.1.3 优化方法与问题描述
4.2 车辆动态角色切换算法
4.2.1 基于历史数据的状态转移矩阵算法
4.2.2 马尔可夫决策过程模型
4.3 干扰对齐广播和路由模型
4.3.1 多跳路由模型
4.3.2 多天线广播及干扰模型
4.3.3 约束重构与优化目标
4.3.4 性能分析
4.4 仿真及数据分析
4.4.1 状态转移矩阵和决策模型
4.4.2 干扰管理模型实验结果分析
4.5 本章小结
第五章 混合网络干扰对齐与信道共享方法研究
5.1 研究场景与系统模型
5.1.1 系统模型
5.1.2 负载估计模型
5.1.3 优化方案与问题描述
5.2 通信负载预测模型
5.2.1 通信负载估计模型
5.2.2 ANN网络通信负载估计
5.3 车联网多基站干扰管理及信道共享
5.3.1 信道共享分配方法
5.3.2 干扰对齐与信道共享模型
5.3.3 RSU共享信道控制与估计
5.3.4 基站通信速率及最优化目标
5.4 仿真及数据分析
5.4.1 网络负载预测仿真
5.4.2 MDP动态策略仿真
5.4.3 信道共享数据分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文研究总结
6.2 论文创新点
6.3 未来研究展望
参考文献
附录1
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3165022
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
主要缩略语英汉对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 车联网技术方案
1.1.3 技术方案存在的问题
1.1.4 车联网研究现状
1.2 论文内容
1.2.1 研究内容和关键问题
1.2.2 论文结构及章节安排
第二章 研究现状与理论基础
2.1 车联网跨层优化
2.2 相关典型优化方法研究现状
2.2.1 路由与资源分配动态决策研究
2.2.2 基于通信负载预测的优化研究
2.3 干扰对齐
2.3.1 干扰管理及干扰对齐
2.3.2 干扰对齐理论基础
2.3.3 车联网干扰对齐研究现状
2.4 优化问题求解与仿真工具
2.4.1 马尔可夫决策过程建模与求解
2.4.2 优化问题建模与求解
2.5 本章小结
第三章 面向车-基站的干扰对齐优化算法研究
3.1 场景与系统模型
3.1.1 研究场景和时隙管理
3.1.2 通信模型
3.1.3 问题描述
3.2 车联网干扰管理优化模型
3.2.1 车辆广播通信模型
3.2.2 车与基站干扰对齐模型
3.2.3 多跳路由协助传输
3.2.4 模型转换与优化问题
3.3 基于CSI区域二次分簇算法
3.3.1 基于RSSI值的分簇
3.3.2 基于位置的二次分簇
3.4 仿真及数据分析
3.4.1 仿真场景及分簇算法
3.4.2 实验结果及数据分析
3.4.2.1 V?V车辆间通信传输
3.4.2.2 数据驱动的协助传输
3.4.2.3 车与基站间通信分析
3.4.3 优化目标结果分析
3.5 本章小结
第四章 车联网自组织网络干扰对齐跨层优化研究
4.1 研究场景和系统模型
4.1.1 场景和网络模型
4.1.2 信道状态信息更新
4.1.3 优化方法与问题描述
4.2 车辆动态角色切换算法
4.2.1 基于历史数据的状态转移矩阵算法
4.2.2 马尔可夫决策过程模型
4.3 干扰对齐广播和路由模型
4.3.1 多跳路由模型
4.3.2 多天线广播及干扰模型
4.3.3 约束重构与优化目标
4.3.4 性能分析
4.4 仿真及数据分析
4.4.1 状态转移矩阵和决策模型
4.4.2 干扰管理模型实验结果分析
4.5 本章小结
第五章 混合网络干扰对齐与信道共享方法研究
5.1 研究场景与系统模型
5.1.1 系统模型
5.1.2 负载估计模型
5.1.3 优化方案与问题描述
5.2 通信负载预测模型
5.2.1 通信负载估计模型
5.2.2 ANN网络通信负载估计
5.3 车联网多基站干扰管理及信道共享
5.3.1 信道共享分配方法
5.3.2 干扰对齐与信道共享模型
5.3.3 RSU共享信道控制与估计
5.3.4 基站通信速率及最优化目标
5.4 仿真及数据分析
5.4.1 网络负载预测仿真
5.4.2 MDP动态策略仿真
5.4.3 信道共享数据分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文研究总结
6.2 论文创新点
6.3 未来研究展望
参考文献
附录1
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3165022
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3165022.html
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