基于WAVE标准的车联网IP通信优化及性能分析

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1、硕士学位论文基于WAVE标准的车联网IP通信优化及性能分析OptimizationandPerformanceEvaluationofIPCommunications，刀f瑚∥gVehicularNetworks学号：21009287完成日期：2013．06大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也

2、不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：墓§幽曼萄雌鸶塞廷圈!￡遗咎焦丛屋瞧琏△磷一一作者签名：醢强日期：呈竺!墨年』月—L日————————～奎垄望三奎堂堡圭堂篁笙壅摘要专用短距离通信(DSRC)技术能为车载环境下安全及娱乐信息提供实时可靠的通信，目前已成为公认的车联网通信的基本技术。其中，由IEEE协会制定车载环境下无线接入(WAVE)技术是最为先进和完善的。WAVE协议栈由IEEE802

3、．11p标准和IEEEl609系列标准瓶部分组成，按照OSI七层网络模型，规范了各层的沟通方式，定义了新的连接方式和通信协议，同时也支持IPv6协议来部署基于IP的应用。但是WAVE标准中对基于IP通信的实现没有做出详细的描述，在移动节点IP地址配置和维护方面有许多局限性。本文从IP地址的移动性管理人手，对WAVE网络中基于IP应用的通信问题开展了研究。本文的主要研究工作如下：(1)介绍了IEEE802．1lp标准的新特性，IEEEI609系列标准的运行机制，WAVE协议栈，以及WAVE有别于传统无线网络的连接方式。详细阐述

4、了WAVE网络通过广播WAVE服务通告(WSA)消息建立通信的连接方式，分析了在这种连接方式下对基于路边基础设施的IP通信支持的局限性。(2)针对WAVE网络中IP通信问题，提出一个IP移动性管理方案(WAVE—PMIP)。方案将基于IP的服务分为全域服务和本地服务两类，使用代理移动IPv6(PMIPv6)协议作为WAVE网络的移动性管理技术。WAVE．PMIP方案结合WSA消息和IPv6的邻居发现消息为移动节点分配IP地址，并确保其唯一性和可达性。修改了标准邻居发现消息发送的触发方式，减少信息在信道发送的频率。(3)根据车

5、联网中移动节点与路边基础设施分布特点，利用WSA消息触发切换，减少信道中控制信息的传输量，免去1P层到数据链路层编译带来的开销，并使切换控制信息只在服务信道传输，不占用控制信道资源。(4)为车辆节点建立移动性模型，模型考虑了车辆的连接概率、切换延迟、包冲突以及信道条件。通过对网络吞吐量的计算，评估了WAVE网络的性能。最后通过仿真实验验证了所建模型的正确性。仿真结果显示了WAVE．PMIP方案的可以提高网络吞吐量，使切换更平顺。单个车辆节点的下载数据速率和路边基础设施在道路分布密度及部署的间距有很大关系。关键词：基于IP的通

6、信；代理移动IPv6协议；车载环境下无线接入；车联网基于WAVE标准的车联网Ⅲ通信优化及性能分析OptimizationandPerformanceEvaluationoflPCommunicationsinⅥ忪VEVehicularNetworksAbstractCommunicationsinVehicularnetworks．suchasDedicatedShortRangeCommunication(DSRC)technologies，arebecomingafundamentalplatformforprovidi

7、ngreal-timeaccesstosafetyandentertainmentinformation．NowtheWirelessAccessinVehicularEnvironments(WAVEltechnologymadebyIEEEisthemostadvancedandperfectinDSRCstandards．WAVEstackofprotocoliscomposedofIEEE802．1lpandIEEE1609protocolfamily．Accordingtotheseven1ayernetworkm

8、odelofOSI．WAⅦstandardsthewayofcommunicationineachlayer．anddefinesanewwayofconnectionandcommunicationprotocols，meanwhileitsupportsIPv6protocolalso