基于功率控制的车载网络安全信息投递策略研究

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4、辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONSAFETYMESSAGESDELIVERYWITHPOWERCONTROLINVANETAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:ZhangWeizheAdvisor:Prof.MaoYumingSchool:CommunicationandInformationEngineering摘要摘要车载

5、无线自组织网络（VehicularAd-HocNetwork，VANET）是指车和车之间，车和路边设施之间通过信息传输建立起来的无线自组织网络，车辆通过与其他车辆或者路边设施进行通信并获取周边道路交通状况以保证行车的安全可靠。因此，如何保证安全信息有效投递给所需车辆一直是VANET当中的重点研究课题。安全消息在VANET中通常以广播形式投递，根据安全消息类型的不同，还可以进一步分为单跳广播投递和多跳广播投递。其中基本安全消息（BasicSafetyMessage，BSM）包含了车辆的位置、速度等基本状态信息，通常以单跳形式周期性广播投递；而事件驱动消息通常包含事故信息及

6、路况信息，一般以多跳广播形式投递。本文将以功率控制作为切入点，分别研究VANET中的单跳广播投递与多跳广播投递。VANET中功率控制的主要目标有如下两点：1）在车辆稀疏的道路场景中，车辆之间距离较远，此时车辆应适当增加发送功率，能够增强整体网络的连通性；2）车辆密集的道路场景中，大量车辆在同一冲突域中竞争信道，此时车辆通过减小发送功率减小冲突域，从而实现拥塞控制。为了实现以上目标，本文提出一个基于局部车辆密度的功率自适应调整方案。首先，为了获得周边车辆密度，本文提出一个基于基本安全消息（BasicSafetyMessages，BSM）的分布式密度估计算法（Distrib

7、utedLocalDensityEstimation，DLDE），车辆根据一段时间内收到的BSM消息估计周边的车辆分布及密度。随后，提出分布式功率控制算法（DistributedPowerDynamicAdjustment，DPDA），车辆根据DLDE算法提供的密度信息自适应调整发送功率。同时，本文还阐述了DLDE与DPDA算法之间的相互迭代：DLDE算法能够给DPDA算法提供实时道路密度状况，DPDA自适应调整功率能够提高BSM消息投递成功率从而让DLDE算法的估计值更加准确，最终两个算法的计算结果趋于收敛。本文使用NS-3网络仿真工具