VANETs中基于QoS保证的分布式快速切换方案研究

发布时间：2017-06-03 23:16

  本文关键词：VANETs中基于QoS保证的分布式快速切换方案研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着智能交通、智慧城市等新概念的提出,使得车载自组网(Vehiclar Ad Hoc Networks,VANETs)成为当前研究的热点。VANETs作为一种特殊的移动自组织网络(Mobile Ad Hoc Networks,MANETs),其节点移动速度快、通信链路持续时间短、拓扑变化迅速等特点对移动切换技术提出了新的挑战。传统适用于MANETs的切换技术直接应用于VANETs环境并不能达到很好的切换效果,给驾乘人员带来较差的网络体验,阻碍了VANETs的市场渗透。本研究对VANETs的现有切换技术进行对比分析,总结现有切换技术的不足,并设计进一步降低切换时延和提升Qo S水平的切换管理协议。本文的主要工作如下:1.在总结和分析现有的VANETs切换管理协议的基础上,深入研究后发现现有切换技术在切换时延方面并不能满足VANETs快速切换的要求,影响行车安全,存在进一步缩短切换时延的空间。因此针对VANETs在城市道路车流量大的情况下,车辆在不同的路边基站之间频繁的进行上下文切换,导致切换管理协议切换时延过长的问题,提出了一种基于移动网关机制的NEMO增强型快速切换方案,该方案采用代理移动路由在3G/WiMAX通信域的切换触发其它802.11p通信域内的车辆发生切换的方法,以达到宏切换与微切换相结合的目的,从而实现批量的快速切换。2.鉴于绝大多数切换管理协议采用预先注册的方法,在特定场景下受迟滞机制的影响,现有VANETs切换管理协议存在重复数据干扰的问题,从而导致QoS水平降低,本文在深入分析数据重复传输问题产生原因的基础上,提出了一种基于延缓激活机制的防干扰切换技术,该技术方案的基本思想是利用IPv6双向可达性检测机制,使基站能够获取信道切换的准确时刻,在恰当的时机激活新的绑定更新消息,保证下一基站不会过早的进行数据缓存。3.利用NS-2仿真工具对上述1和2中的方案进行网络仿真实验,验证所提技术方法的正确性与可行性,分析实验结果并将其与现有切换技术方案在切换时延和Qo S水平方面进行对比,证明所提方案的有效性。
【关键词】：车载自组网 移动网关 代理移动路由 快速切换 切换时延 延缓激活机制 Qo S水平 NS-2仿真
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究进展11-12
• 1.3 本文的主要工作12-13
• 1.4 本文组织结构13-14
• 第二章 VANETs切换技术14-32
• 2.1 VANETs简介14-19
• 2.1.1 VANETs的系统架构及特点14-16
• 2.1.2 VANETs的协议标准体系16-18
• 2.1.3 VANETs的典型应用18
• 2.1.4 VANETs的研究内容18-19
• 2.2 移动IPv6基本技术19-21
• 2.3 VANETs现有切换技术21-31
• 2.3.1 移动IPv6扩展协议及其协作性协议21-24
• 2.3.2 移动IPv6扩展技术增强型方案24-29
• 2.3.3 基于VANETs拓扑特点的切换技术29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 基于移动网关机制的NEMO增强型切换方案32-43
• 3.1 NEMO移动路由功能扩展33
• 3.2 快速切换中的切换模式分析33-34
• 3.3 基于代理移动路由的网络模型和数据转发34-36
• 3.3.1 代理移动路由网络模型35
• 3.3.2 代理移动路由参与的数据转发过程35-36
• 3.4 移动网关机制下的快速切换模式36-39
• 3.4.1 协议时序逻辑系统36-37
• 3.4.2 移动节点的微切换模式37-38
• 3.4.3 移动网关的宏切换模式38-39
• 3.5 性能分析39-42
• 3.5.1 时延性能分析39-41
• 3.5.2 性能分析结果比较41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 基于延缓激活机制的防干扰切换技术43-51
• 4.1 切换过程中的预先注册方案44
• 4.2 重复数据干扰模型44-47
• 4.2.1 数据重复传输网络模型44-45
• 4.2.2 重复数据的干扰过程45-46
• 4.2.3 数据重复传输的原因46-47
• 4.3 避免重复数据干扰的延缓激活机制47-49
• 4.3.1 HA支持情况下的抑制/激活模式47-48
• 4.3.2 HA不支持情况下的数据丢弃模式48-49
• 4.4 协议通信顺序进程49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 实验仿真与分析51-62
• 5.1 NS-2 仿真工具简介51-52
• 5.1.1 NS-2 概述51
• 5.1.2 NS-2 网络模拟基本流程51-52
• 5.2 仿真环境搭建52-55
• 5.2.1 拓扑场景搭建52-53
• 5.2.2 修改编译NS2源代码53-54
• 5.2.3 模拟结果分析过程54-55
• 5.3 仿真结果分析55-61
• 5.3.1 基于移动网关机制的切换时延比较55-58
• 5.3.2 重复数据干扰情况下Qo S对比分析58-61
• 5.4 本章小节61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 论文总结62-63
• 6.2 研究展望63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 硕士在读期间完成的论文、专利71

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本文编号：419469