车载自组织网络中RSU部署和控制方案的研究

发布时间：2017-05-23 16:09

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【摘要】：近年来,车辆自组织网络中的路边单元(Road Side Unit, RSU)辅助通信技术在学术界和产业界受到广泛关注。为了进一步提高车辆自组织网络的性能以及路边单元的辅助效率,从而提高网络性能降低通信延迟,传统的研究主要集中在路边单元的部署方案。然而,在路边单元辅助的车辆自组织网络中,路边单元的合理部署能够大大提高网络性能,通过合理地调整路边单元的通信范围使得路边单元适应多变的交通流量能够更好地辅助通信以及降低通信能耗,符合绿色通信的理念。此外,利用相应的数据分发算法才能更好地发挥路边单元的辅助效果,从而最大化提高网络性能。因此,如果能够将合理的路边单元部署方案与路边单元功率控制以及数据分发技术相结合,则有望最大程度上提高车辆自组织网络的性能。本文首先研究了高速公路场景中车辆的移动属性,并根据车辆的移动属性分析了路边单元的部署对于网络性能的影响从而提出了基于簇的路边单元部署方案。接着分析了车流量变化对网络性能以及通信范围对能耗的影响,提出了基于交通感知的功率控制方法。最后结合车辆移动属性提出了数据驱动的消息分发算法从而进一步提高车辆自组织网络的性能。论文的主要工作,体现在以下几个方面：(1)本文提出了一种将车辆划分为车辆簇的方案来研究车辆的移动属性。通过排队论和概率论的相关知识,对场景进行有效建模,并利用相关公式推导得出车辆移动属性。然后通过仿真将理论推导和仿真结果进行对比,验证理论结果的正确性。(2)在将车辆进行簇化后,根据理论推导得出的车辆移动属性,本文将车辆簇带入车辆自组织网络场景中,分析比较不同的RSU部署方案对车辆自组织网络性能的影响,提出了一种基于车辆移动属性的RSU部署方案来达到提高网络性能的目的。(3)由于在车辆自组织网络中,车辆的移动不可预测,车辆密度的变化影响着车辆自组织网络的性能,通过对RSU进行动态调控达到降低能耗以及提高网络性能具有重大意义。本文提出了基于车流量变化的RSU功率动态调整方法,达到了节能降耗以及提高网络性能之间的均衡。(4)为进一步提高车辆自组织网络性能,提高RSU的利用率,我们提出一种基于数据属性的RSU数据分发算法,通过对不同的数据属性采用不同的分发手段来降低数据分发的延迟,并分别从理论角度和仿真角度对机制的有效性进行分析与验证。
【关键词】：车辆自组织网络 路边单元 功率控制 数据分发
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目标与研究内容10
• 1.3 论文的主要工作10-11
• 1.4 论文组织结构11-12
• 第二章 VANET中RSU部署与控制方案的研究现状12-20
• 2.1 车辆自组织网络技术12-14
• 2.1.1 车辆自组织网络结构13-14
• 2.1.2 车辆自组织网络的应用14
• 2.2 车辆自组织网络中的RSU部署方案14-16
• 2.2.1 基于数学模型的RSU部署方案15
• 2.2.2 基于启发式算法和博弈论的RSU部署方案15-16
• 2.2.3 基于图论的RSU部署方案16
• 2.3 车辆自组织网络中的功率控制方案16-17
• 2.3.1 车辆自组织网络中基于车辆的功率控制16-17
• 2.3.2 车辆自组织网络中基于RSU的功率控制17
• 2.4 车辆自组织网络中的数据分发技术17-19
• 2.4.1 基于车辆间通信的数据分发技术18
• 2.4.2 RSU辅助的数据分发技术18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第三章 车辆自组织网中车辆移动属性和RSU部署研究20-31
• 3.1 相关工作20-21
• 3.2 车辆移动属性研究21-26
• 3.2.1 准备工作与符号定义21-22
• 3.2.2 车辆簇长度22-23
• 3.2.3 车辆簇间距离23-25
• 3.2.4 车辆簇中节点个数25-26
• 3.3 实验与仿真26-29
• 3.3.1 车辆簇长度属性的验证26-27
• 3.3.2 车辆簇间距离属性的验证27-28
• 3.3.3 车辆簇中节点个数属性的验证28-29
• 3.4 基于簇的路边单元部署方案29-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第四章 车辆自组织网络中的功率控制与数据分发31-41
• 4.1 基于交通感知的功率控制方法31-34
• 4.1.1 无线网络能量分析31-32
• 4.1.2 功率控制与网络性能32
• 4.1.3 基于交通感知的功率控制方法32-34
• 4.2 数据驱动的消息分发算法34-39
• 4.2.1 准备工作与符号定义34-35
• 4.2.2 算法描述35-39
• 4.3 本章小结39-41
• 第五章 仿真实验及分析41-47
• 5.1 实验环境41
• 5.2 CRD仿真结果与分析41-43
• 5.2.1 路边单元部署与车辆通信范围以及特征系数λ41-42
• 5.2.2 网络连通度42-43
• 5.3 TAPC仿真结果及分析43-45
• 5.3.1 网络连通度43-44
• 5.3.2 能量消耗44-45
• 5.4 DDMP仿真结果及分析45-46
• 5.4.1 S-DDMP性能仿真45
• 5.4.2 L-DDMP性能仿真45-46
• 5.5 本章小结46-47
• 第六章 论文总结与未来工作47-49
• 6.1 论文工作总结47-48
• 6.2 未来工作48-49
• 参考文献49-52
• 致谢52-53
• 硕士阶段完成的工作53

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本文编号：388428