论文部分内容阅读
车载自组织网络(Vehicle Ad-hoc Network,VANET)作为构建智能交通系统的核心基础,承载车辆通信、交通数据采集和交通数据分发等功能。随着计算技术和通信技术的发展与应用,VANET不断向智能化和网联化推进,如何降低数据传输时延、提高数据投递率和数据服务质量成为VANET中的关键问题。本文针对VANET中RSU节点的部署使用问题和车辆节点间路由问题,综合分析现有RSU使用方案和路由协议,旨在设计无重叠RSU覆盖范围划分及自适应数据更新控制方案和高效路由协议,以提升数据服务质量、降低数据传输时延和提高路由效率。本文主要研究工作概括为:(1)RSU无重叠覆盖范围划分及自适应数据更新控制。第一,基于路段连通概率的RSU覆盖范围划分方法。为解决部署RSU过程中覆盖区域重叠问题,利用概率统计方法建立路段连通概率计算模型,通过SUMO交通模拟器获取交通流数据,进而根据交通流数据计算各路段连通概率,利用分水岭算法思想设计基于路段连通概率的RSU覆盖范围划分方法,实现RSU无重叠覆盖范围划分,并对方案进行理论分析,验证方法的可行性。第二,基于模糊逻辑的RSU自适应数据更新控制方案。针对不同RSU以相同周期更新数据导致通信资源浪费和数据失效问题,利用模糊逻辑思想,提取RSU车辆信息注册表中数据量DS和数据更新率URD作为模糊输入,数据更新周期T作为决策输出,通过专家经验法计算模糊输入对应的隶属度函数,使用IF-THEN原理设计模糊推理规则,最后采用最大隶属度法对决策输出进行解模糊化,实现RSU自适应地控制数据更新周期,并利用BUS-VANET路由协议框架对提出的方案进行评估和分析,验证方案的有效性。(2)基于命名数据网络(Named Data Networking,NDN)的RSU通信单元分层路由协议。针对目前VANET路由协议中存在路由效率较低、通信路径不稳定和数据传输时延高等问题,提出基于NDN的RSU通信单元分层路由协议NR-VANET。NR-VANET将大规模VANET划分为以RSU通信单元为单位的逻辑通信区域,基于逻辑通信区域构建分层网络结构,RSU之间利用有线或无线网络连接,作为RSU骨干网络层,VANET中普通节点组成普通车辆层。NR-VANET中车辆节点之间的通信限制在通信单元内,通信单元之间通过RSU进行数据交互,节点间数据传输采用以数据内容为中心的NDN网络,在NDN中添加NACK数据包用于路由恢复,并在转发信息表中增加链路状态域,选择链路状态最优的转发路径转发数据。与MMM-VNDN路由协议相比,NR-VANET路由协议数据投递率高、数据传输时延小,使得数据服务质量更好。