基于位置信息的车载网路由与安全导航

摘要

随着车辆的快速增加以及移动互联网的快速发展，车载网的研究受到了来自工业界与学术界越来越多的关注。车辆与车辆之间、车辆与基础设施之间的无线通信为提高交通安全以及乘车体验提供了巨大的潜能。在本文中，我们关注车载网中消息的高效与安全传输。
　　首先，我们提出一种新的基于位置信息的车辆网路由协议，即自适应的模糊多属性决策路由协议。与已有的被广泛认可的车载网路由协议相比，自适应的模糊多属性决策路由协议以转发次数的合理增加为代价，提高了消息的投递率并较少了消息的延迟。
　　其次，我们在分析已有的车载网导航协议的基础上，提出了一个加强型的车载网安全导航协议。加强型的车载网安全导航协议可以抵御常见的重播攻击与中间人攻击。时间戳与签名为加强型的车载网安全导航协议中的消息提供了新鲜性与完整性。在此基础上，我们又提出了一种新的轻量级的车载网安全导航协议。形式化的逻辑推理证明了轻量级的车载网安全导航协议能够为消息提供完整性保证与双向认证。轻量级的车载网安全导航协议在保证与加强型安全导航协议具备相同的安全能力的同时，有效地降低了认证功能的计算开销并缩短了认证时间。
　　最后，我们在车载网环境中引入LTE D2D技术，使之与传统的车载网DSRC通信技术融合，提出一种新的基于公共交通系统的异构车载网络。在此异构车载网络的基础上，我们提出一个基于异构车载网络的路由协议，以及一个安全认证框架。仿真结果显示异构车载网路由协议与基于公交系统的传统车载网路由协议相比具有更高的投递率以及更低的延迟；形式化的推理与仿真证明异构车载网认证框架是安全而高效的。
　　综上所述，本文通过分析与归纳车辆网络的特性并结合LTE D2D技术，提出了新的基于位置信息的车载网路由协议以及安全的车载网导航协议。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究动机

1.3 论文主要贡献

1.4 论文结构

第2章相关工作综述

2.1 基于位置信息的车载网路由协议的相关研究

2.2 车载网安全导航协议的相关研究

2.3 LTE技术在车载网中应用的相关研究

2.4 本章小结

第3章自适应的模糊多属性决策路由协议

3.1 无路边单元车辆自组织网络系统模型

3.2 AFMADR协议的设计

3.3 AFMADR的性能评价

3.4 本章小结

第4章安全的车载网导航协议

4.1 车载网导航协议系统模型

4.2 VSPN的安全性分析

4.3 安全导航协议EVSPN的设计

4.4 安全导航协议LSVN的设计

4.5 导航协议的安全性分析与性能比较

4.6 本章小结

第5章异构车载网路由协议与安全认证框架

5.1 PHVN系统模型

5.2 PHVR的设计

5.3 PHVR的性能分析

5.4 AFPHVN的设计

5.5 AFPHVN的安全性分析与性能评价

5.6 本章小结

第6章总结与展望

6.2 工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢