基于网络可靠性和面向连接的VANETs研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:youyoucao_1
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车载自组织网络(VANET)作为智能交通系统的关键技术之一,可以为智能交通提供理想而有用的通信网络技术。在确保交通安全,效率,商业和娱乐方面,它将发挥重要作用。由于VANET广泛的应用前景,研究VANET的网络设计和实现对于交通信息化的发展具有深远的意义。网络可靠性和连通性是VANET应用的基础和前提,它包括物理连通性和逻辑连通性,涉及物理链路连通性,MAC协议和路由协议的有效性等。本文主要研究VANET的物理链路连通性,为VANET的应用和实现提供理论参考。为了分析VANET中的网络连接性,主要工作和贡献包括以下四个方面:研究了 VANET网络的道路类型环境的仿真模型简化的方法,基于Dijkstra算法和计算给定路径的可靠性容斥原理,提出了一种基于最高概率路径计算可靠性的启发式算法。在车辆到车辆(V2V)通信中,使用了短距离协议:ZigBee(802.15.4),WiFi(IEEE 802.11)和蓝牙(802.15.1)及其数据速率,关联时间和传输范围的标准,V2R通信使用了 IEEE 802.11b协议。算法考虑了道路环境的速度限制,三种类型的道路环境:高速路,城市路段和混合路段,车辆数量,路边单元RSU的数量和传输的消息类型,所有这些影响网络连通性的参数。此外,首次将启发式方法与容斥方法相结合,简化了 VANET环境下的可靠性计算。提出了面向高速公路收费站场景的可靠性分析模型,交通拥堵可能使车辆降低其速度而不是阻止交通流量。在这种模式中,当到达收费站广场之前发生交通拥堵时,必须通知附近的车辆,以便他们可以降低速度以避免交通拥堵。一旦他们越过收费站广场,他们就可以以正常速度旅行。道路分为两个或三个子段,以帮助分析连接的性能。所提出的分析模型考虑了可能干扰连接概率的各种参数,包括行驶速度,车辆的通信范围,车辆到达率和道路长度。仿真结果表明,使可靠性的分析和计算更为符合车收费站广场的真实环境的影响,能够更准确和更实际地体现VANET通信环境的具体影响。提出了一个面向高速公路隧道场景的基于安全距离的网络可靠性模型。在隧道里,车辆通信范围Rtran和车辆密度ρ上被认为是影响连接概率。提出了考虑隧道附近车辆最小安全车距Sh的可靠性模型。全球定位系统(GPS)是机载设备(OBU)的一个组成部分,由于信号干扰,GPS无法正常工作,因此需要丰富的视线来提供完美的服务。在全连通网络的情况下,车距较近的车辆之间发生危险的几率较大,所以网络并不安全,可能会发生事故和碰撞。因此,保持隧道下最小的安全车距对VANET来说是有趣和有用的。仿真结果表明,当车辆的通信距离小于150m时,安全距离的偏差会给网络可靠性带来较大的变化。因此,在设计网络可靠性模型时,必须考虑安全车距。提出了一种源端的可靠性算法。由于需要计算的这类网络的体系结构相对琐碎,新算法的性能优于容斥方法。此外,我们提出了一种称为通用速度系数(USF)的移动性指标,USF描述了连续车辆的相对速度与车头距离之间的确切关系。使用USF能够更准确地分析不同移动情况下的车辆的连通性,即,慢移动连接性,静态连接性和高移动性连接性。观察到[c连通概率与平均速度μv直接成比例直到指定阈值μτ,并且在μτ之后减小。
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