基于真实地图数据的车辆机会网络仿真平台设计与实现

发布时间：2017-09-19 16:41

  本文关键词：基于真实地图数据的车辆机会网络仿真平台设计与实现

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【摘要】：当前,经济快速发展,私家车保有量迅速增加,生活区域与工作区域进一步分化,城市交通规模不断增大、突发性加剧,导致城市交通拥堵越来越严重,其中的主要因素在于交通状态信息实时性差、信息渠道不流畅,车辆驾驶者与道路网络系统特别是交通管控系统的沟通渠道单一。为此,研究者将自组织网络(Ad Hoc)引入车辆通信中,提出车联网(VANET,Vehicular Ad Hoc Network)等技术,但是在复杂城市环境中,车联网由于网络拓扑捷变性易出现通信间断、网络分割等问题,因此更适合用机会网络(ONET,Opportunistic Network),即用车辆机会网络(VONET,Vehicular Opportunistic Network)进行描述。VONET网络拓扑的高度随机性使其在系统架构、网络拓扑、移动模型等方面的建模面临极大挑战,如何有效对VONET进行模拟仿真成为重要的研究工作。现有关于车辆机会网络仿真方面的研究,主要集中在车辆移动模型产生、网络通信模拟和VANET模拟等方面,而这些研究仅针对特定需求或场景,缺乏整体性考虑,也难以支持真实地图数据下的场景嵌入,因而无法全面有效地对整个VONET进行逼真建模、分析仿真。因此本文针对这些问题,在现有仿真工具的基础上尝试融合真实地图数据到VONET中以便对其关键协议如Bundle协议等进行仿真,设计开发了一个能更加全面支持车辆机会网络仿真的工具。具体工作如下:首先,论述了车辆机会网络技术以及如ONE仿真平台、JDTN仿真工具等网络仿真的工具的相关优缺点。然后,给出了用百度地图API技术来可视化方式获取真实车辆运行的地图数据的实现方法,包括地图数据的基本道路信息和辅助信息如红绿灯、道路方向等的获取。其次,设计并实现了将这些地图数据引入到ONE仿真平台,并将两者进行融合的方法,使其能在仿真平台当中有效模拟车辆机会网络中节点的移动和通信过程。再次,将Bundle协议引入到该仿真平台中,分别从应用层、网络层、路由层等方面对ONE仿真平台与JDTN仿真程序进行了修改融合,最终完成了一个能有效运行Bundle协议的仿真平台。最后,对本文设计仿真平台进行了路由协议等功能的验证与测试,以对车辆机会网络仿真平台进行完善。
【关键词】：仿真平台 地图数据 ONE JDTN
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究工作的背景与意义10-11
• 1.2 目前国内外研究历史与现状11-13
• 1.3 本文的主要贡献与创新13
• 1.4 本论文的结构安排13-14
• 第二章 车辆机会网络及其仿真技术14-33
• 2.1 机会网络14-18
• 2.1.1 机会网络产生的背景14-15
• 2.1.2 机会网络的基本思想15-16
• 2.1.3 机会网络体系与协议16-18
• 2.2 车辆机会网络仿真工具及技术18-32
• 2.2.1 ONE仿真系统18-24
• 2.2.1.1 ONE仿真系统简介18-20
• 2.2.1.2 ONE仿真系统模块组成20-23
• 2.2.1.3 ONE仿真系统缺陷23-24
• 2.2.2 JDTN仿真系统24-28
• 2.2.2.1 JDTN仿真系统简介24-25
• 2.2.2.2 JDTN仿真系统中的基本概念25-27
• 2.2.2.3 JDTN仿真系统的路由交换策略27-28
• 2.2.2.4 JDTN仿真系统中的缺陷28
• 2.2.3 其他车辆机会网络仿真系统28-32
• 2.2.3.1 NS2仿真系统28-30
• 2.2.3.2 OPNET仿真系统30-31
• 2.2.3.3 NETLOGO仿真系统31-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第三章 地图数据与车辆机会网络仿真平台33-54
• 3.1 地图数据33-38
• 3.1.1 传统地图数据33-38
• 3.1.1.1 开源GIS33-34
• 3.1.1.2 OGC标准34-36
• 3.1.1.3 开源GIS软件36-38
• 3.1.2 WebGIS系统38
• 3.2 地图数据收集38-48
• 3.2.1 地图数据收集模块的设计39-46
• 3.2.1.1 模块总体设计39-40
• 3.2.1.2 基本道路信息模块设计40-43
• 3.2.1.3 车联网信息模块设计43-46
• 3.2.2 地图数据收集模块的实现46-48
• 3.3 地图数据与仿真平台的融合48-53
• 3.3.1 地图数据与仿真平台的设计48-51
• 3.3.1.1 总体设计48-49
• 3.3.1.2 节点移动模型设计49-51
• 3.3.2 地图数据与仿真平台的实现51-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 JDTN与车辆机会网络仿真平台54-73
• 4.1 BUNDLE协议与JDTN程序54-57
• 4.1.1 BUNDLE协议基本内容54-55
• 4.1.2 BUNDLE协议包格式55-56
• 4.1.3 JDTN的配置与使用56-57
• 4.2 JDTN与仿真平台的融合57-72
• 4.2.1 融合思路总体设计57-58
• 4.2.2 ONE仿真设计58-64
• 4.2.3 JDTN仿真设计64-65
• 4.2.4 平台融合实现与测试65-72
• 4.3 本章小结72-73
• 第五章 全文总结与展望73-75
• 5.1 全文总结73
• 5.2 后续工作展望73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-80

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 巩兰杰;基于人工股市建模的价格泡沫影响因素研究[D];天津大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王腾飞;基于NS2的车载自组织网络仿真技术研究[D];武汉理工大学;2013年

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本文编号：882789