車載自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信協(xié)同機制的研究.pdf

1、車載自組織網(wǎng)絡(Vehicular Ad Hoc Networks, VANETs),是指通過無線傳輸介質(zhì)使車輛之間以及車輛與路旁單元(Roadside Unit, RSU)能夠通信的移動自組織網(wǎng)絡(Mobile Ad Hoc Networks, MANETs)。與傳統(tǒng)的MANETs不同的是,VANETs具有高度的移動性,且各節(jié)點的運動受到道路方向、周圍車輛以及交通法規(guī)的限制。VANETs作為智能交通系統(tǒng)(Intelligent Tra

2、nsport System, ITS)的重要組成部分,一方面可以使各車輛通過該網(wǎng)絡下載數(shù)據(jù),另一方面,交管中心也可以通過VANETs收集路況及各車輛的相關(guān)信息等。
　　現(xiàn)有的有關(guān)VANETs下載機制的研究通常把各個車輛的數(shù)據(jù)下載視為獨立的過程,著重于解決由車輛移動性帶來的網(wǎng)絡連通性、時延及吞吐量等問題,而忽略了各個車輛數(shù)據(jù)下載的一致性以及下載過程中的相互協(xié)作;而有關(guān)VANETs數(shù)據(jù)收集機制的研究主要采用先驗式的廣播方式,或者借鑒無

3、線傳感網(wǎng)中的數(shù)據(jù)收集機制,這兩者要么增加了收集過程中的網(wǎng)絡負載,要么無法很好的適應VANETs快速變化的拓撲結(jié)構(gòu)。
　　本文首先研究并設(shè)計了基于聯(lián)盟博弈理論的多跳VANETs合作下載機制(CMV),該機制的目標為最小化多個車輛從RSU下載相同數(shù)據(jù)時的網(wǎng)絡開銷。在提出的聯(lián)盟博弈模型中,各個車輛通過互不相交的聯(lián)盟下載所需內(nèi)容。在每個聯(lián)盟中,需選擇一個“種子”車輛從最近的RSU下載數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)分享給同一個聯(lián)盟中的成員。每個車輛的收益用

4、一個價值函數(shù)表示,該函數(shù)與其下載跳數(shù)、位置及速度有關(guān)。同時,CMV考慮到了各個聯(lián)盟內(nèi)部的合作成本,為了計算出最佳的聯(lián)盟組合方式,本文設(shè)計了一種分布式的聯(lián)盟形成算法。仿真結(jié)果表明,相較于非合作模式,本文提出的合作下載機制能有效降低整個過程中的網(wǎng)絡資源消耗。
　　本文同時設(shè)計了VANETs下的按需數(shù)據(jù)收集機制(ODDC),該機制旨在控制整個數(shù)據(jù)收集過程中的時間和帶寬消耗并獲得較精確的收集結(jié)果。ODDC通過反應式的收集方式,建立了一顆生