城市車載自組網高效數據傳輸技術研究

《城市車載自組網高效數據傳輸技術研究》是依託上海交通大學，由朱弘恣擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：城市車載自組網高效數據傳輸技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱弘恣
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

車載自組網使用先進的無線技術，將具有智慧型的車輛之間（V2V）以及車輛與路邊基礎設施之間（V2I）互聯互通，是解決城市交通問題以及實現智慧城市的一項重要技術。高效的數據通信技術是車載自組網邁向實際套用的基礎，也是研究的難點。本課題主要研究以下三個方面：首先，以大規模車輛真實數據分析結果為依據，擬分析路網拓撲、交通控制等因素對車輛運動的影響，構建真實的車輛運動模型，為研究車載自組網奠定理論基礎；其次，擬對車輛節點間通信機會進行兩個層次的挖掘：1、通信機會的時空相關性；2、節點間通信關係的社會性，並利用以上性質設計數據轉發協定，以達到縮短傳輸延遲、降低網路開銷、提高數據送達率的設計目標；最後，針對同時包含V2V和V2I通信的異構網路模型，擬提出基於最大化網路容量的頻寬分配算法，為上層套用提供可擴展的、保障服務質量的數據傳輸服務。本課題研究成果將為車載自組網的套用發展提供堅實的理論基礎和技術支撐。

結題摘要

車輛自組織網路（VANET）使得附近車輛與車輛之間或者車輛與路邊基礎設施之間通過短距離無線通信能夠進行實時數據傳輸。在典型的VANET場景中，經常出現由於車輛節點的快速移動而造成網路拓撲出現連線中斷的情況，因此，數據傳輸並不能按照現有傳統網路的方法進行。如何最佳化車輛網路數據傳輸技術是車輛網路研究的核心問題。本課題關注城市環境中VANET的數據傳輸性能，主要研究城市真實車輛運動模型、車輛自身運動的內在規律以及城市異構網路環境的外在因素對數據傳輸性能影響，並在計畫研究的內容基礎上對車輛網路的移動感知和隱私數據的建模方法兩個方面做了一定的研究，並最終形成以下五個關鍵技術成果： 1、車輛社交網路的發現及關鍵指標分析：基於對三個大規模車輛軌跡數據集的分析，研究發現按照相遇關係來看所有車輛構成一個社會網路，其社會性表現出高度的動態性，並且車輛社會性的動態性表現出很強的時間模式和關聯 2、基於巨觀和微觀車輛運動的數據轉發技術：提出了結合了基於機遇式和社交網路分析兩種機制來完成快速路由的機制ZOOM，能以較少的網路開銷取得十分優良的包交付率和較短的傳輸時延，該成果發表於IEEE INFOCOM 2013。 3、基於動態社交屬性的移動車輛信息分發技術：提出了利用車輛節點社會性的時間關聯，以推導出未來整個網路中車輛節點間的相遇信息，並利用該信息進一步提高移動訊息分發的性能的方法POST，該成果發表於IEEE INFOCOM 2014，其擴充版本被IEEE TPDS錄用。 4、基於移動感知的具有隱私保護的線性回歸建模技術：提出了低質量數據盲回歸分析方案PURE，該方案可妥善解決數據機密性保護與數據正確性驗證間的矛盾，且具有較低的通信和計算開銷，研究成果被IEEE TPDS錄用。 5、基於慣性感測器的實時車速感知技術: 提出利用智慧型手機感測器來感知自然的駕駛條件，進而估計車速而不需要GPS設備或額外的硬體，該成果發表於IEEE INFOCOM 2014，其完善版本被IEEE TMC錄用。 以上研究成果，對認知大規模城市車輛構成的車輛網路、掌握城市車輛運動規律、構建真實車輛網路模型和仿真、以及推動基於城市車輛自組織網路的數據分發、移動感知、低質量隱私數據分析等套用的研究與發展，提供堅實的理論基礎和技術支撐。