基于消息调度的FlexRay车载网络可靠性研究

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1、学校代号10532学号S10101052分类号TP393密级普通硕士学位论文基于消息调度的FlexRay车载网络可靠性研究学位申请人姓名朱晔培养单位信息科学与工程学院导师姓名及职称李蕊讲师学科专业信息与通信工程研究方向嵌入式系统论文提交日期2013年04月24日学校代号：10532学号：S10101052密级：普通湖南大学硕士学位论文基于消息调度的FlexRay车载网络可靠性研究学位申请人姓名：朱晔导师姓名及职称：李蕊讲师培养单位：信息科学与工程学院专业名称：信息与通信工程论文提交日期：2012年04月24日论文答辩日

2、期：2012年05月12日答辩委员会主席：林亚平教授ResearchonFaultTolerancefortheStaticSegmentofFlexRayProtocolbyZHUYeB.E.(HunanUniversity)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinInformationandCommunicationEngineeringintheSchoolofinfo

3、rmationscienceandtechnologyofHunanUniversitySupervisorLecturerLIRuiMay,2013湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保

4、留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I基于消息调度的FlexRay车载网络可靠性研究摘要随着汽车电子行业的不断发展，车载网络技术逐渐成为了一个应用与研究的热点，其中FlexRa

5、y网络协议以其诸多优异特性被广泛认定为下一代标准车载网络通信协议。但是在汽车内部这样一种复杂的电磁环境下，FlexRay在网络的应用层上缺乏一种主动的机制，确保消息传输过程中的可靠性。本文围绕FlexRay静态段的可靠性，首先详细分析了现有的相关研究，简单介绍了车载网络的研究现状，并从可靠性和媒体访问控制两个角度对FlexRay网络静态段的可靠性进行详细介绍，建立数学模型与问题抽象；最后，提出了通过将消息进行选择重复传递提高可靠性的两种算法，使得提高消息传输过程可靠性的同时，最优化带宽利用率。本文的主要研究工作如下。首

6、先，在应用层上对FlexRay静态段建立了基于概率的系统模型，并对一些重要的理论公式进行介绍与推导。随后通过对FlexRay的其他研究方向进行综合分析，介绍了本文选择优化目标的过程，总结出本文所关注问题的数学抽象以及将该数学抽象进行问题转化的原因及过程。其次，根据系统模型与数学问题抽象，提出了一种基于消息调度的启发式的重传算法H-1，创新性的将重传消息的可靠性增幅与带宽利用率增加量之比作为选择消息进行重传的标准，使所得的重传方案能确保可靠性目标达到的同时，优化带宽的使用效率。然后，根据FlexRay设计的基本流程，详细

7、分析H-1算法的不足之处，提出一种基于动态规划的重传算法H-2。将原问题转化为可用动态规划解决的整数型的问题形式，再按照动态规划的思想，寻找满意解。H-2不仅能够提高可靠性，最优化带宽利用率，还计算满意解的消息重传方案。最后，在MatLab上根据问题抽象设计仿真实验，对比了H-1，H-2和前人的方法在带宽利用率、可靠性和运行时间三项指标上的性能。实验结果表明，H-1和H-2相比现有方法有了较大提高。关键字：车载网络；可靠性；FlexRay；重传消息II硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentof

8、theautomotiveelectronicindustry,automotivenetworktechnologyhasgraduallybecomeahottopicforresearchandapplication.TheFlexRaynetworkprotocoliswidelyregardedasthenext-gen