车载自组织网络的数据传输技术研究

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1、车载自组织网络的数据传输技术研究王超2015年6月中图分类号：TP393UDC分类号：520车载自组织网络的数据传输技术研究作者姓名王超学院名称计算机学院指导教师樊秀梅教授答辩委员会主席张宏科教授申请学位工学博士学科专业计算机应用技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月5日IResearchonDataTransmissionTechnologiesinVehicularAdHocNetworksCandidateName：ChaoWangSchoolorDepartment：ComputerScienceFacultyMentor：Prof.FanXiumeiCh

2、air,ThesisCommittee：Prof.ZhangHongkeDegreeApplied：DoctorofEngineeringMajor：AppliedComputerTechnologyDegreeby：BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June5th,2015II研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的

3、材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：IV北京理工大学博士学位论文摘要车载自组织网络作为智能交通系统的重要组成部分，其发展受到世界各国研究学者的高度重视。该网络是一种由车辆节点和路边基础设施节点组成的、基于无线通信的移动自组织网络，其通过收集、处理和共享所有车辆信息，为用户提供相应服务，最大限度地降低交通拥堵和事故等带来的损失，提升通行效率。在车载自组织网络中，节点间的数据传输受节点移动、通信环境、转发策略等多种因素的影响。当网络节点密度较高时，信道竞争激烈，冲突率较高；另外复杂的城市环境导致信道质量

4、差，数据链路不稳定，数据传输易中断；而且针对特殊的应用场景，数据传输缺乏有针对性的转发策略，数据传输效率低。因此本文就车载自组织网络中数据传输问题展开研究，对比了现有的数据传输协议，分析了他们的不足并提出新的数据传输协议。具体研究工作如下：首先，详细研究了现有的各种数据传输协议。论文分析了当前各种数据传输协议，包括链路层协议、网络层协议和其他相关协议，对比了每个协议的应用背景及其优势和劣势，较为全面的总结了该领域的研究成果，为本文的协议设计提供了理论基础。第二，提出了基于S-disjunct码的信标数据分发协议。针对基于竞争原则的链路层协议在车辆节点密集时网络性能过差，不能够保证

5、信标消息的高可靠性传输的问题，本文设计了一个基于S-disjunct码的信标数据分发协议，该协议利用S-disjunct码的特性调度节点接入时隙的时间，并动态的调整通信半径来传输信标消息，以避免信道冲突。理论分析和仿真实验结果表明，此协议能够达到95%以上的发送成功率和接收成功率，同时冲突率相对较低。第三，提出了基于传播效用的广告分发协议和基于节点综合效用的广告分发协议。针对当前车载自组织网络广告分发协议无法实现高投递率、高访问率的问题，本文提出了基于传播效用的广告分发协议。在此协议基础上，本文又进一步考虑了车辆节点对商家的访问概率，提出了基于节点综合效用的广告分发协议。仿真结果

6、表明，基于传播效用的广告分发协议在投递率和有效率上优于当前的广告分发协议，而且基于节点综合效用的广告分发协议能够统筹考虑广告的投递效率与车辆的访问概率，实现全局效用的最优化。第四，提出了基于链路状态的文件发送序列调度算法。在多种数据类型共存的车载自组织网络环境下，针对大体积多媒体文件传输成功率低的问题，本文提出了节点内文件发送序列的调度问题，并证明了此问题为NP完全问题；之后，提出了基于传V北京理工大学博士学位论文输耗时的分布式调度算法和基于链路持续时间的分布式调度算法来调度文件发送序列，以提高网络性能；从仿真结果来看，以上两种调度算法相比于当前业界通用的先到先发送策略更能提高网

7、络性能。关键词：车载自组织网络；S-disjunct码；信标分发协议；节点效用；广告分发协议；文件发送序列调度算法VI北京理工大学博士学位论文AbstractVehicularAdHocNetworks(VANETs)aretheimportantpartsofintelligenttransportsystemsandcatchlotsofattentionsfromresearchersallovertheworld.AVANETconsistsofacollectionof