异构车载自组织网络中垂直切换算法的研究

摘要

随着智能交通系统和各种无线网络技术的发展，车载自组织网络也向着异构的方向发展，并且在现实生活的应用越来越广泛。现阶段，异构车载自组织网络主要为用户提供各种多媒体服务，这就需要保证车辆在异构网络间能够获得连续的服务。而垂直切换作为异构车载自组织网络中保证服务连续性的重要手段，则应该成为重点研究的对象。现有的垂直切换算法存在丢包率高、乒乓效应严重等问题，所以本文针对普通异构网络中的垂直切换算法并不能很好的适用于异构车载自组织网络的问题，提出了基于GRA-TOPSIS的垂直切换(GRA-TOPSIS-Based Vertical Handoff，GTBVH)算法。 该算法以车辆的速度和影响垂直切换的各种参数为影响因子，既考虑到了异构网络中垂直切换判决的多因素性，又考虑到了车载自组织网络中不同于其他网络的特殊性。1)在网络发现阶段，GTBVH算法首先采用根据速度变化来确定扫描时间的方法，使得对于速度很快的车辆也能尽快的发现可用网络;其次，引入了驻留定时器来衡量网络是否稳定，减少了乒乓效应;最后，对候选网络集进行初步的筛选，对于同种网络的路边单元，只选取在覆盖路上长度最大的一个加入候选网络集中，这样不仅可以减少切换次数，还可以保证候选网络集中的网络个数不会太多，减少了切换判决阶段的复杂度。2）在切换判决阶段，GTBVH算法首先用AHP算法求得网络权重，减少了权重计算中的主观因素;然后基于GRA算法和TOPSIS算法的缺点，设计出GRA-TOPSIS算法，并使用GRA-TOPSIS算法求得每个候选网络相对于理论上的最优网络的贴近程度，选取贴近程度最大的网络为目标网络。3）在切换执行阶段，基于介质独立切换实现异构网络间的切换。 本文中使用NS2.29基于UMTS、WLAN、WiMAX三网融合对GTBVH算法进行仿真。首先构建仿真环境，然后对GTBVH算法进行仿真，验证了算法的正确性，并从GTBVH算法的时延、切换次数、丢包率方面与其它算法比较，证明了该算法的优越性。

目录

声明

摘要

1．1课题研究背景

1．2研究意义

1．3本文研究内容

1．4本文组织结构

第2章异构车载自组织网络及垂直切换

2．1异构车载自组织网络

2．1．1异构车载自组织网络概述

2．1．2 VANET的特点

2．2异构车载自组织网络中的垂直切换

2．2．1切换的分类

2．2．2垂直切换的过程

2．2．3垂直切换的研究现状

2．3垂直切换判决算法

2．3．1垂直切换控制方式

2．3．2常见的垂直切换判决算法

2．4本章小结

第3章异构车载网中的GTBVH算法

3．1 GTBVH算法简述

3．2 GTBVH算法考虑的参数

3．3网络发现阶段具体算法

3．3．1确定目标网络集的更新时间

3．3．2候选网络集的初步确定及筛选

3．4基于GRA-TOPSIS的垂直切换判决算法

3．4．1 GTBVH算法来源

3．4．2确定参数及网络权重

3．4．3 GRA-TOPSIS具体算法

3．5切换执行阶段

3．5．1 MIH简述

3．5．2基于MIH的垂直切换信令交互

3．6数学分析

3．6．1掉话率理论分析

3．6．2平均切换次数理论分析

3．7本章小结

第4章仿真平台的实现与结果分析

4．1仿真工具的选择

4．1．1常用仿真工具比较

4．1．2 NS2介绍

4．1．3 NS2模拟的流程

4．2仿真平台的实现

4．3仿真环境的构建

4．4仿真分析

4．4．1算法正确性的验证

4．4．2切换时延分析

4．4．3丢包率分析

4．4．4平均切换次数分析

4．5本章小结

5．1本文工作总结

5．2本文工作不足

5．3工作展望

参考文献

致谢