面向城市環(huán)境的車載網(wǎng)絡瞬時拓撲與路由關鍵技術研究.pdf

1、車載自組織網(wǎng)絡（Vehicular Ad Hoc Networks）簡稱VANET。VANET被認為在將來的智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，被認為通過整合ad hoc網(wǎng)絡、WLAN和蜂窩技術能夠提升交通安全和交通效率。在車載網(wǎng)絡中，裝備有專用短程通訊設備的車輛可以直接或間接地與其他車輛通信，也可以與路邊設施交換信息，基于此，車載網(wǎng)絡可以提供很多服務，比如：車輛碰撞預警、實時交通情況報告等等。
　　對于大多數(shù)基于車載網(wǎng)絡的應用而言，端到

2、端的數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)难舆t時間和投遞率是制約應用性能的主要瓶頸，這依賴于車輛的移動性特征，特別是車輛高速移動造成的網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化，傳統(tǒng)的對于網(wǎng)絡拓撲的研究主要基于理論模型，但理論模型依賴于很強的前提假設，這與現(xiàn)實情況完全不符。隨著近年來大規(guī)模車輛實驗的部署，為現(xiàn)實條件下車載網(wǎng)絡拓撲的研究提供了可能。本文基于舊金山和深圳的出租車軌跡數(shù)據(jù)集，對城市環(huán)境下車載網(wǎng)絡節(jié)點移動性和網(wǎng)絡拓撲進行分析，并提出了路由策略。
　　我們首先對數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)

3、特征做了簡單介紹，并給出了節(jié)點移動性特征的重要指標：聯(lián)系間隔時間、剩余聯(lián)系間隔時間及節(jié)點的度中心性。我們發(fā)現(xiàn)聯(lián)系間隔時間的分布大致符合指數(shù)分布特征。接著我們給出了節(jié)點度的分布特征和兩跳鄰居節(jié)點的度的一些特征，最后給出了等待時間降低比例（WTR）和好點比例（GNR）的定義，并利檢驗了三種簡單策略下的WTR和GNR，分析了節(jié)點的不確定性對車輛傳輸延遲的影響。
　　接著我們將網(wǎng)絡抽象成為一個帶有時間戳的無向圖，利用數(shù)據(jù)集來探索了車輛連通

4、分支的時空變化特征，我們發(fā)現(xiàn)整個網(wǎng)絡由大量的連通分支（Connected Component, CC）構成，絕大多數(shù)CC中所包含的節(jié)點數(shù)目非常小，但是最大的CC包含了網(wǎng)絡中相當大一部分節(jié)點，甚至可以達到80％，而且在交通高峰和低潮時段最大CC的車輛數(shù)目變化并不明顯，進一步，我們提出了連通分支穩(wěn)定性的概念，來衡量節(jié)點成員的變化程度，發(fā)現(xiàn)當半徑足夠大的時候最大連通分支表現(xiàn)相當穩(wěn)定，然后我們提出了連通分支位置獨立性的概念，找到了最大連通分支的