基于车载自组织网络的数据传递策略研究

发布时间：2017-08-10 19:07

  本文关键词：基于车载自组织网络的数据传递策略研究

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【摘要】：随着社会经济的发展,汽车已经逐步变成了人们日常生活中重要的代步工具。汽车保有量的增多一方面方便了人们的日常生活、加速了社会经济的发展;另一方面,由此引发的交通拥堵、尾气污染和交通事故等问题也对人们造成了巨大的困扰。为了解决这些问题,车载自组织网络应运而生。车载自组织网络是一种适用于车辆的多跳无线自组网,它以移动中的车辆及交通设施为节点,利用无线通信技术,形成一个动态的网络,使得网络中的各个节点之间可以快速地传递信息,以达到提高行车安全、降低交通事故率的目的。虽然车载自组织网络继承了普通自组织网络多跳、无中心的基本特点,但是又有网络拓扑快速变化、车辆运动轨迹可预测、拥有全球定位导航系统和高性能车载计算机等新的特点。这些特点决定了车载自组织网络中的数据传递方式难以直接照搬原来移动自组织网络中的解决方案。本文围绕车载自组织网络中的数据传递方法展开研究。现有车载自组织网络中的数据传递方法,主要有以下问题:1.提升无线网络中的数据传递速率经常导致带宽占用率的增加,降低通信带宽的占用率也很容易导致数据传递速率的降低,难以在速率和资源这对矛盾上取得平衡。2.数据传递中,下一跳节点的选择策略是影响整个网络性能的关键。现在大部分的传输策略都只是单纯地根据位置关系去选择下一跳节点,没有进一步利用车载网中其他重要的参数去改善这个策略。通过阅读相关文献和实验研究,本文的工作主要分为以下两个部分:一、针对速度和资源难以平衡的矛盾,本文在贪婪周边无状态路由算法的基础上进行改进,在数据传递前通过朴素贝叶斯算法对要传递的数据进行筛选,优先选择更加重要的信息进行无线传输,对普通信息则采用车辆携带传输的方式降低无线带宽的占用率。当传输遇到局部最优化的情况时,如果车辆的行驶方向有利于数据的传输,则继续利用车辆携带传输的方式降低无线带宽的占用率,如果不利于数据传输,则通过周边转发传输数据。最后,通过仿真实验,把本文提出的方法和其他几种经典算法进行对比,证明了此方法的有效性。二、针对下一跳节点的选择问题,本文根据车辆间的位置关系及其历史行驶轨迹来选择下一跳节点。通过车辆在同一路段的历史行驶轨迹来预测车辆未来的行驶路线,从而找到未来更可能朝目的节点移动的车辆作为下一跳节点。最后,基于上述思想构建了仿真系统,并使用上海市出租车行驶轨迹数据对该方案进行验证,实验结果表明此方法在数据传递成功率上比普通方法提高了近90%,在移动平均距离上比普通方法缩短了近50%。
【关键词】：车载自组织网络 数据传递策略 朴素贝叶斯 轨迹信息
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-13
• 1.4 论文的组织结构13-14
• 第2章 车载自组织网络技术研究14-24
• 2.1 车载自组织网络特点14-16
• 2.2 载自组织网络研究关键技术16-20
• 2.2.1 车辆移动建模16
• 2.2.2 全球定位系统16-17
• 2.2.3 通信网络数据安全17-20
• 2.3 车载自组织网络的路由协议20-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第3章 基于朴素贝叶斯模型的车联网数据传递方法研究24-40
• 3.1 问题分析24
• 3.2 传统数据传递策略分析24-28
• 3.2.1 贪婪周边无状态路由(GPSR)24-27
• 3.2.2 基于线性回归的贪婪路由(LR-Greedy)27-28
• 3.3 基于朴素贝叶斯模型的解决方案研究28-33
• 3.3.1 背景假设28-29
• 3.3.2 朴素贝叶斯模型29-31
• 3.3.3 具体算法实现及性能分析31-33
• 3.4 仿真结果与分析33-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第4章 基于历史轨迹的车联网数据传递方法研究40-50
• 4.1 问题分析40-41
• 4.2 基于历史轨迹的解决方案研究41-45
• 4.2.1 背景与假设41-42
• 4.2.2 算法分析42-43
• 4.2.3 数据包的构造43-45
• 4.2.4 下一跳节点的选择45
• 4.3 仿真结果与分析45-48
• 4.4 本章小结48-50
• 结论50-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文56-58
• 致谢58

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本文编号：652166