车载自组织网络中的数据分发方法研究

摘要

随着无线通信技术的快速发展，车载自组织网络逐渐受到人们的重视，成为无线网络研究的重要方向之一。车载自组网应用范围广泛，包括交通管理、信息共享，以及提供音乐下载、资源共享等服务，具有广阔的发展前景。车载自组网具有拓扑结构多样且高速动态变化、车辆节点密度分布不均匀等特点，导致无线通信链路不稳定。而网络编码机制能有效提高数据分发的可靠性与稳定性，提高网络吞吐量。与此同时，网络内所有节点均对事件进行请求与转发易造成网络拥塞问题。采用分簇结构，由簇头广播分发数据信息，能有效缓解广播风暴带来的网络拥塞问题。据此，本文提出了基于网络编码与分簇的车载自组网数据分发算法DDR(DataDisseminationbasedonRandomlinearnetworkcoding，DDR)，并在此基础上，针对稀疏车辆应用场景，提出了基于路侧单元辅助的数据分发算法RDDR(RSU-aidedDataDisseminationbasedonRandomlinearnetworkcoding，RDDR)，借助RSU对编码信息进行存储和转发。
　　本论文的主要研究内容如下:
　　(1)针对车载自组网无线通信链路不稳定、车辆密度分布不均匀、节点高速动态变化等特点，对网络编码机制进行了详尽的分析，确定了采用网络编码技术实现车载自组网数据分发的方案，以提高数据传输的可靠性。
　　(2)针对车载自组网出现的网络拥塞问题，给出了基于分簇的车载自组网数据分发方法，采用基于粒子群优化的簇头选举机制，确定簇头作为事件代理进行数据分发。
　　(3)结合网络编码机制以及分簇思想，给出了基于网络编码与分簇的车载自组网数据分发算法DDR。该算法能有效提高数据分发的可靠性，并缓解洪泛带来的广播风暴问题。
　　(4)针对车载自组网车辆节点稀疏条件下的应用场景，给出了基于路侧单元辅助的车载自组网数据分发算法RDDR。利用RSU辅助转发以及车辆携带转发方法，提高了数据分发的可靠性。
　　本文应用NS2与VanetMobiSim仿真软件对DDR算法和RDDR算法进行了实验验证。仿真实验结果表明，与现有分发机制相比，DDR算法具有更高的数据包投递率，较低的传输时延，以及较高的吞吐量。RDDR算法在车辆节点稀疏的情况下，仍能够提供一定的数据分发服务。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

1．4 论文的组织

2 车载自组网数据分发机制研究

2．1 车载自组网组

2．1．1 车载自组网概述

2．1．2 车载自组网特点

2．1．3 车载自组网通信技术

2．2 车载自组网数据分发机制

2．2．1 数据分发信息类型

2．2．2 数据分发技术

2．3 网络编码

2．3．1 基本概念

2．3．2 网络编码的特点

2．3．3 随机线性网络编码

2．4 基于网络编码的数据分发机制

2．4．1 编码操作

2．4．2 中间节点重编码

2．4．3 解码操作

2．5 网络仿真软件

2．5．1 NS2

2．5．2 VanetMobiSim

3 基于网络编码与分簇的车载自组网数据分发算法DDR

3．1 基本思想

3．2 算法描述

3．2．1 Hello消息机制

3．2．2 速度矢量聚类分簇

3．2．3 基于粒子群优化的簇头选举算法

3．3 仿真实验及结果分析

3．3．1 实验环境

3．3．2 评价指标

3．3．3 结果分析

4 基于路侧单元辅助的数据分发改进算法RDDR

4．1 基本思想

4．2 算法描述

4．2．1 Hello消息机制

4．2．2 基于RSU辅助的数据分发机制

4．3 仿真实验与结果分析

4．3．1 仿真环境

4．3．2 结果分析

5 总结与展望

致谢

参考文献