城市场景VANET中协助下载和仿真研究

摘要

VANET(VehicularAdHocNetwork)即基于AdHoc网络的车载自组网。VANET不仅在行驶安全，导航和智能交通方面表现良好，而且在娱乐、新闻、视频会议等在内的其它信息服务有更好的发展前景，已经成为一个研究热点。然而现实情况是车辆在行驶过程中移动速度快，而路边接入点RSU(Road-SideUnits)的通信范围有限，分布比较稀疏，不能完全覆盖道路上行驶的车辆，存在通信盲区，使得车辆节点在一个RSU区域不能完成下载任务时，只能等待下一次连入RSU后再进行下载工作，延迟较大。本文针对RSU通信范围有限、文件不能持续传输的问题提出了一种解决方案，即用户在一个RSU通信范围内不能完成下载任务时，选择一组协助车辆来携带用户所需数据并传给用户，从而改变车辆不在RSU通信区域时无信息传递的局限性。
　　本文首先介绍了VANET的相关知识和技术，然后针对VANET网络的特点和应用需求，提出了一种通过RSU以及同向行驶车辆预存储车辆所需数据进行协助下载的机制。在该机制中，设计了带冗余的车辆选择算法，使得车辆在行进过程中，如果在一个RSU通信范围内不能完成文件下载时，选择一组同向行驶的车辆作为协助车辆来预存储目标车辆所需的数据，并在盲区之内根据车辆速度的不确定性，充分利用超车或被超等相遇的机会实现数据的传输，从而改变车辆不在RSU通信范围之内时无法下载文件的局限性。
　　为了在一种真实的场景下验证以上所提出的机制的有效性，更加真实的反映道路拓扑情况及车辆的运行轨迹，利用交通仿真软件VanetMobiSim，充分考虑到道路的拓扑结构、交通标志、驾驶员行驶过程中的加速、减速、十字路口和红绿灯时的行为，在VanetMobiSim生成近似真实的Trace文件，并在网络仿真工具NS-2中进行仿真研究。仿真结果表明，本文提出的机制性能更优，提高了文件下载的吞吐量。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 当前国内外研究现状

1．3 本文的组织结构

2 车联网相关理论及技术分析

2．1 Ad Hoc网络概述

2．1．1 Ad Hoc网络概念

2．1．2 Ad Hoc网络的特点

2．1．3 Ad Hoc网络的应用

2．2 车联网概述

2．3 车联网体系结构

2．4 车联网网络的通信方式和特点

2．4．1 车联网网络通信方式

2．4．2 VANET网络的特点

2．5 车联网常用路由协议介绍

2．5．1 DSDV路由协议

2．5．2 AODV路由协议

2．5．3 GPSR路由协议

2．5．4 LAR路由协议

2．6 车联网实际应用

2．7 本章小结

3 城市场景下VANET多源同向协助下载机制

3．1 引言

3．2 相关工作

3．3 系统模型

3．4 带冗余的同向协助下载机制

3．4．1 请求下载阶段

3．4．2 协助车辆选择阶段

3．4．3 动态任务分配算法

3．4．4 车辆冗余算法

3．5 本章小结

4 仿真平台上验证有效性

4．1 车辆移动模型

4．2 VanetMobiSim移动特性

4．3 车辆拓扑文件的生成

4．4 仿真实验及结果分析

4．4．1 仿真环境设置

4．4．2 仿真结果

4．5 本章小结

5 VANET在无线应急通讯网络中的应用

5．1 无线应急网络的研究背景

5．2 VANET在应急通信中的应用

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢