mdm-一种城市车载容迟网络延时研究模型

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1、MDM：一种城市车载容迟网络延时研究模型【摘要】城市车载容迟网络（UrbanVehicularDelay-tolerantNetwork（UVDN（作为容迟网络的重要应用已逐渐成为移动通信领域的研究热点。然而（由于城市地理信息复杂（车辆行驶轨迹多变（从理论上对UVDN的通信延时进行分析具有较大的难度。本文首先提出了基于干路分布的城市区域划分方法-MCMS（Major-roadCenteredMapSegmentation（（将城市划分为毗邻的分区以简化城市地理信息。在此基础上（针对车辆移动模式（本文提出了UVDN的延时分析模型-MDM（MCMS-bas

2、edDelayModelforUVDN（o该模型以城市分区为状态（利用马尔科夫链来刻画UVDN的车辆移动模式及相遇规律（并利用这些特性从理论上推导出UVDN端到端通信延时的累积分布函数。最后（在大规模真实数据集上的仿真实验表明（本文提出的MDM模型能够对UVDN的通信延时进行准确的分析和预测。【关键词】容迟网络；城市车载网络；延时分析；马尔科夫链[Abstract]AsasignificantapplicationofDelayTolerantNetwork,UrbanVehicularDelay-tolerantNetwork（UVDN）ispaid

3、muchattentioninmobilecommunication.However,duetothecomplexityofgeographicinformationandvehiculartrajectory，delayanalysisofUVDNischallengedtheoretically.Inordertosimplifythegeographicinformation,thispaperfirstlysuggestsanapproachofmapsegmentationcalledMCMS(Major-roadCenteredMapSe

4、gmentation)topartitionacityintoadjacentregions.Then,basedontheseregions，adelayanalysismodelMDM(MCMS-basedDelayModel)isproposedforUVDN.MDMemploysaMarkovchaintodepictinherentcharacteristicsofvehicularnetworkintermsofmobilitypatternsandencounters,whichareexploitedtoderivetheCDFofen

5、d-to-enddelays.Finally，throughextensivesimulationsunderrealvehiculartrajectories,MDMexhibitsgoodperformanceinUVDNdelayanalysisandprediction.【Keywords]Delaytolerantnetwork(DTN)；Urbanvehicularnetwork；Delayanalysis；Markovchain0引言车载网络是智能城市交通系统的通信基础对于采集和传递交通路况信息、缓解交通拥堵、提高交通运输效率、降低车辆污

6、染等都有重要作用。然而车载网络具有节点移动自主性强、移动速度快、分布不均匀、拓扑变化频繁等特点。这使得现有的移动车载网络通信技术还难以满足智能交通等应用的通信需求。究其根本原因在于底层通信的间歇性链路与上层通信的持续性需求之间存在矛盾(使得Internet或AdHoc网络所采用的传统通信技术在车载网络组网实践中面临着巨大的挑战。许多研究者正试图利用移动容迟网络DelayTolerantNetworkDTN技术来解决这一矛盾。移动容迟网络是随着无线通信与计算机网络发展而出现的一种新兴技术目的是满足极端环境下计算机网络的数据通信需求其主要特点是使用“存储-

7、携带-转发”(store-carry-forward)[1]的数据通信技术在缺乏底层持续链路的情况下利用被称为“接触”Contact的传输机会以异步的方式来进行逐跳的消息传递。可以看出移动容迟网络技术能够为城市车载网络提供更为完善的组网技术和通信基础平台在提高城市车载网络的可迗性、实时性和差异容忍性方面具有十分重要的实用价值和广泛的应用前景。基于城市车载环境的容迟网络称为城市车载容迟网络UrbanVehicularDelay-tolerantNetwork或UVDN。地理通信作为UVDN的一大特色功能主要服务于对地理信息敏感的消息。此类消息通常需要被传

8、送到特定的地理位置其可能是路况信息更新、交通事故提醒、免费停车场指弓I[2]也可能是针对出租车