城市车载容迟网络环境下基于车辆轨迹的路由算法设计与实现

摘要

智能交通技术的快速发展使得用户对移动车载服务的需求越来越高，从而使得车载容迟网络（Vehicle Delay Tolerant Network，VDTN）日益受到工业界和学术界的重视。VDTN中车辆节点运行速度较快，网络拓扑易发生变化，其采用机会式通信，连接具有间歇性，上述特性给VDTN环境下的数据传输带来了挑战。考虑到城市环境中用户对车载服务的需求更加强烈，本文选择研究城市VDTN环境下的服务数据转发问题，结合城市环境的特点设计稳定可靠的VDTN路由算法。本文主要贡献如下： （ 1 ）提出了基于 Term Frequency-Inverse Document Frequency （ TF-IDF ）算法的Advanced TF-IDF（ATF-IDF）算法，该算法利用车辆轨迹数据计算车辆节点之间的兴趣相似度，挖掘车辆节点的社会特征； （2）对城市 VDTN场景中的车辆移动过程建立了非时间齐次半马尔可夫过程模型，并提出了一种基于动态规划的数据分类算法以从车辆轨迹数据中获取模型参数； （3）基于ATF-IDF算法和建立的半马尔可夫模型提出了VDTN环境下基于车辆轨迹的路由算法； （4）利用真实的车辆GPS轨迹数据对本文路由算法的假设进行了验证并在机会网络仿真器（Opportunistic Network Environment simulator，ONE）上实现了所提的路由算法。 与同类算法相比，本文路由算法在保持较低的消息传输时延和通信开销的情况下，提高了车载容迟网络环境下的消息成功投递率。

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