城市vanet网络节点移动性特征的建模与分析

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1、第一章引言Tuduce和Gross[3j提出了一个基于ETH校园中的无线网络所记录的用户真实数据的运动模型。他们把研究区域分成了若干小的矩形区域，并计算节点在不同小区域内的无线接入点之间进行转移的概率。作者用节点的空间分布，与接入点连接的时间以及在各接入点之间转移的概率等作为模型参数，刻画了节点的运动。一些研究者14J将粗粒度的无线用户在不同无线接入点上注册的轨迹和真实的地图结合起来，产生了代表真实移动的概率模型。它不仅模拟了用户在不同接入点之间的转移，还对用户在转移期间所经过的真实路径进行了基于离散时间马尔科夫链模型的估计，这样就使得研究人员可以对无线用户在移动过程中进行

2、点对点通信的行为进行研究。Kotz等描述了一种从用户移动轨迹中提取运动模型的方法15J。他们得到了用户轨迹随时间的变化，并目识别出了热点区域。它们的主要发现是用户的速度和停留时间都服从一个指数分布。他们还证实了用户的移动真实地反映了道路的走向。Chamtreau等研究了人带着无线设备运动时16J，设备间相遇时间间隔的分布。它们的主要发现是节点间相遇的间隔时间分布并不是以往认为的指数分布，而是成指数分布。另外一项研究中，它也对用户的相遇间隔时间进行了分析。作者收集学生间的无线设备相遇的数据，经分析后发现大部分学生的相遇间隔时间都是几个小时．时间的间隔也不是指数分布。除了通过采

3、集真实数据并抽取出运动模型外，在交通领域的研究中已经有几十年的研究成果，开发了很多交通流仿真器，其中的很多仿真器都可以产生非常真实的车辆运动轨迹，因此这些交通流仿真器也可以用于产生车辆自组织网络研究所需要的节点运动轨迹数据。交通流仿真软件在产生车辆轨迹前需要在宏观和微观上定义车辆的行为。宏观因素首先确定所采用的地图。地图可以是用户自己定义的，也可以是根据现实世界测绘得到的。目前研究者们所使用的电子地图通常是被公布在网上的公开的电子地图，TIGER地图。除了电子地图外，用户还需要为车辆指定旅行的起点，终点和行驶路径信息。其中旅行的起点和终点可以是地图上的某些热点区域，热点区域

4、可以随着时间的改变而改变，这样就可以模拟交通流的整体情况。路径信息不一定是完整的路段组合，它也可以是车辆从起点到终点之间经常经过的几个区域的序列，并且为了引入不确定性，可以让车辆自行选择所3第一章引言要经过的区域。以上一些缺陷也是它们没有在无线网络领域的研究中广泛使用的原因。在不同的移动模型下，节点的运动轨迹就会不同，这就影响了网络的拓扑结构，而因此也影响了网络的性能。不同的移动模型适合不同的场景，因此在研究Ad．hoc网络的时候，模型的选择是个首要考虑到的问题。过去已经提出的过现实性移动模型受到的关注较少，一些研究者采集了某些现实场景下节点实际运动轨迹，获取节点的移动性特

5、征，以此探究城市网络环境下节点的移动规律，这为移动模型的设计和研究提供了宝贵的经验。基于社会网络和复杂网络理论，考虑节点的社会学，提出基于社区的移动模式，但缺乏必要的数据支持。此外，目前Ad．hoc网络研究也缺乏衡量节点社会性的参数，因此，移动性模型研究还需要进一步深入、科学考察现实场景中的节点的移动性特征，有待研究者提出更接近现代场景的，建立更好的符合城市特征的移动模型。现实场景中，节点的运动方式和状态受到～定组织关系的约束，并不完全独立。一个好的车载网络场景和移动模型不仅得到更精确的仿真结果来评价网络性能，也是预测车辆下一步位置以及做出更好的路由选择等的关键点。1．2V

6、ANET特点及其应用如今，道路和车辆智能化让车辆与道路边的公共基础设施都装上基本的通信设备。车辆处在快速变化的无线移动网络中进行通信的时候，也需要访问道路边的公共基础设施，这样，准确的交通状况为公共安全问题提供很多有用信息。智能交通运输系统(ITS，IntelligentTransportationSystem)的组成部分之一是车辆自组织网络11】，车载自组织网络(VANET，VehicularAd—hocNetwork)是在此需求下提出的。车载自组织网络是一种特殊的移动自组织网络，是配备在汽车与无线网络接口的设备之间形成的特殊无中心的移动自组织网路。车载自组网创造性的将移

7、动自组织网络眦ANET：MobileAd．hocNetwork)应用在车辆间通信，并且让驾驶者能够在超视力距离范围内能获得到其他车辆的车速、位置和实时路况等信息，为出行提供便利和提高了安全性可靠性。VANET是在道路上构建一个自组织部署方便且结构开放的车辆间通信网络，除了高速运动的节点和不断变化的网络拓扑结构特点之外，还有一些自身特有的属性。这些属性体现在：车辆节点收到分布道路局限，呈现出管状形4第一章引言态；网络容量较有限；车辆节点的移动性受到驾驶者的行为、道路交通情况、交通控制机制的影响；具有较多样的外部辅助信