基于卫星导航的车联网中汽车位置管理策略研究

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位置管理的目的是使系统能够高效地跟踪移动用户的位置,确保当寻呼到来时能迅速精确的找到被叫移动用户并建立通信链路,均衡位置更新和位置寻呼的资源开销,达到高效的利用网络资源从而避免造成不必要浪费的目的。在位置管理策略中,性能分析是确定位置管理策略和设计网络架构的关键指标,并通过网络信令开销分析来评价策略的性能。当前我国汽车保有量大幅上涨,交通越发拥挤,为了满足车辆移动性需求,并充分利用网络资源,迫切需要一种新的适应于车联网特征的汽车位置管理策略。本文对车联网体系架构和当前已有的位置管理策略做了详细研究,根据地理特性和交通特性设计基于卫星导航的车联网位置管理拓扑结构,并根据基础网络建设特点将其划分为路网区域和非路网区域。在路网区域中,利用卫星导航技术中网络RTK的实时高精度特性,设计基于网络RTK的车联网路网区域位置管理模型,并验证观测时间与基线长度对定位精度的影响。建立车联网数据库部署模型和通信机制,进一步将路网结构划分为城镇二维动态位置区拓扑和非城镇一维k度重叠位置区拓扑,设计基于GAW的高精度双重越区策略对车辆越区行为管理。对城镇拓扑提出一种基于三层区域的动态车辆位置更新策略和基于车辆行驶方向矢量的三步寻呼策略。对非城镇拓扑引入最近交互小区和入口小区概念,抵消了乒乓效应的影响提高了寻呼效率。在非路网区域中,提出基于北斗RNSS/RDSS双模组合技术的位置管理模型,在此基础上设计了一个基于动态距离和时间增强型的位置管理策略,并利用真实车辆GPS数据对策略进行分析,划分不同行驶特性车辆运算得出非路网区域中最佳距离门限,分析寻呼率对系统位置管理开销影响。利用Matlab软件对车联网路网区域中位置管理策略进行仿真和性能分析,对该区域两种车联网结构在VS2010上分别编写软件模型来验证策略可行性。针对非路网区域无通信基站特性,利用真实车辆GPS数据库编写分析程序,设计数据结构对大量车辆数据进行分析验证。对路网区域策略与传统静态策略相对比,验证表明,本文所提出的位置管理策略能够明显减小位置管理开销,在车联网中拥有良好的前景。
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