车载自组织网络的容量分析

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无线自组织网络作为一种不需要基础设施支持的完全分布式结构的网络,可以灵活组网和快速部署,在救援通信、军事行动、环境监测、智慧交通等方面发挥着巨大的作用。车载自组织网络作为无线自组会织网络一个极具发展前景的应用方向,也是智慧交通系统的核心,在辅助驾驶、协作驾驶、道路交通管理以及互联网接入等方面发挥着重要作用。网络容量是衡量网络性能的重要参数之一,网络容量分析对于网络的实际部署,结构优化,参数配置以及广泛应用都具有重要的指导意义。对于无线自组织网络,现有工作分析了网络的发送容量(Transport Capacity)、容量域(Capacity Region)、空间容量(Spatial Capacity)以及在特定场景下容量的上下界等。对于车载自组织网络,在LTE-V框架下分析了网络的传输容量、在IEEE 802.11p框架下分析了广播信道的容量、传输容量的上界、在考虑车辆移动的情况下建立了网络传输容量的理论分析框架,以及对车辆移动特性的研究和建模等。但是,现有工作并没有给出传输容量准确的定量分析结论。因此,考虑到网络的结构特点,本文在考虑捕获效应时,分析了无线自组织网络和车载自组织网络的传输容量,研究内容包括以下三个部分:首先,针对无线自组织网络,基于捕获效应分析了网络的传输容量问题。网络没有协调中心,同时发送数拟的节点会相互影响,导致链路中断。在考虑捕获效应的前提下,分别在瑞利衰落信道和自由空间传播模型下分析了 网络的传输容量,并分析了最佳的节点密度的选取问题。接着,在自由空间传播模型下分析了传输容量的上界。其次,针对车载自组织网络,在IEEE 802.11p框架下分析了网络的传输容量问题。车辆间的通信是完全分布式结构,车辆节点可以采用竞争接入的方式(如IEEE 802.11p协议)共享无线信道资源。考虑到道路特点,在IEEE 802.11p框架下分析了网络的传输容量。接着,为了便于定性定量分析,在忽略较远干扰节点的影响时,分析了网络的传输容量。最后,针对运动状态下的车载组织网络,在线性网络模型下且只考虑最近邻干扰源的影响时,分析了网络的传输容量问题。在运动状态下,车辆节点的空间分布特性使得干扰的分析变得十分困难,因此在线性网络结构下只考虑最近邻干扰源的影响,基于车辆跟随模型分析了网络的传输容量。
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