車載自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)同機(jī)制的研究.pdf

1、車載自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad Hoc Networks, VANETs),是指通過(guò)無(wú)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(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad Hoc Networks, MANETs)。與傳統(tǒng)的MANETs不同的是,VANETs具有高度的移動(dòng)性,且各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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(guò)該網(wǎng)絡(luò)下載數(shù)據(jù),另一方面,交管中心也可以通過(guò)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(jī)制的研究通常把各個(gè)車輛的數(shù)據(jù)下載視為獨(dú)立的過(guò)程,著重于解決由車輛移動(dòng)性帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)連通性、時(shí)延及吞吐量等問(wèn)題,而忽略了各個(gè)車輛數(shù)據(jù)下載的一致性以及下載過(guò)程中的相互協(xié)作;而有關(guān)VANETs數(shù)據(jù)收集機(jī)制的研究主要采用先驗(yàn)式的廣播方式,或者借鑒無(wú)

3、線傳感網(wǎng)中的數(shù)據(jù)收集機(jī)制,這兩者要么增加了收集過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,要么無(wú)法很好的適應(yīng)VANETs快速變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　本文首先研究并設(shè)計(jì)了基于聯(lián)盟博弈理論的多跳VANETs合作下載機(jī)制(CMV),該機(jī)制的目標(biāo)為最小化多個(gè)車輛從RSU下載相同數(shù)據(jù)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷。在提出的聯(lián)盟博弈模型中,各個(gè)車輛通過(guò)互不相交的聯(lián)盟下載所需內(nèi)容。在每個(gè)聯(lián)盟中,需選擇一個(gè)“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(gè)聯(lián)盟中的成員。每個(gè)車輛的收益用

4、一個(gè)價(jià)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(shí),CMV考慮到了各個(gè)聯(lián)盟內(nèi)部的合作成本,為了計(jì)算出最佳的聯(lián)盟組合方式,本文設(shè)計(jì)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(jī)制能有效降低整個(gè)過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)資源消耗。
　　本文同時(shí)設(shè)計(jì)了VANETs下的按需數(shù)據(jù)收集機(jī)制(ODDC),該機(jī)制旨在控制整個(gè)數(shù)據(jù)收集過(guò)程中的時(shí)間和帶寬消耗并獲得較精確的收集結(jié)果。ODDC通過(guò)反應(yīng)式的收集方式,建立了一顆生