無線車輛網路數據通信及移動感知關鍵技術研究

《無線車輛網路數據通信及移動感知關鍵技術研究》是依託上海交通大學，由朱燕民擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：無線車輛網路數據通信及移動感知關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：朱燕民
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

無線車輛網路作為一種新型的無線移動自組織網路，因其獨特的網路特性和潛在的重要社會經濟套用價值，近年來受到國內外政府、企業和高等院校的高度重視。本課題著重無線車輛網路數據通信及移動感知的關鍵技術研究。首先，擬提出基於無線鏈路及數據包聯合調度的最佳化路由方法，挖掘節點運動的內在規律，通過多階馬可夫鏈模型估計車輛運動軌跡，最佳化路由方法提升網路的整體性能；其次，面向移動感知重要套用，分析路側無線基站的最佳化部署問題，提出基於貪婪近似算法的基站最佳化部署方法，提升無線車輛網路感知數據傳輸能力；最後，設計基於車輛網路的移動感知系統，分析感知數據時空維度不規則缺失問題，提出基於壓縮感知理論的感知數據重構方法。本課題有大規模真實車輛運行數據為支撐，有堅實的研究基礎作為保障。該課題的成功開展將突破無線車輛網路數據通信和移動感知的若干關鍵技術，建立交通路況感知示範套用，將為無線車輛網路的實用化和產業化發展做出貢獻。

結題摘要

隨著短距離無線通信技術的快速發展，車輛自組織網路發展迅速，將極大改變智慧型交通及智慧型感知等領域的發展。本課題組重點研究無線車輛自組織網路訊息傳輸方法及基於車輛自組織網路的移動感知關鍵技術。在重要研究成果方面，本課題取得的成果包括：（1）基於大規模車輛行駛軌跡，通過刻畫一對節點間的相遇時間間隔負指數模型，建立了無線車輛自組織網路的網路抽象模型，為無線車輛自組織網路的訊息路由算法設計、網路結構最佳化等提供了重要的網路模型基礎；（2）通過引入路側基站節點，建立由路側基站輔助的無線車輛自組織網路的網路結構，考慮節點行駛軌跡的統計規律，設計了路側基站最佳化部署的算法，顯著提高了車輛自組織網路訊息傳輸的性能；（3）利用節點GPS移動軌跡信息，提出了一系列的訊息路由算法，包括Unicast、Multicast、Broadcast等路由模式；（4）設計了基於車輛自組織網路的移動感知系統，針對感知數據的稀疏性引起的覆蓋度不足問題，提出基於壓縮感知理論的感知數據估計方法，在數據非常稀疏的條件下，所提出的算法仍具有良好的數據估計正確率。（5）開發了一套無線網路性能仿真測試平台，具有由真實軌跡驅動、考慮鏈路衝突等特徵，達到了良好的仿真粒度和性能；設計並實現了城市交通路況感知及線上地圖更新等示範套用，具有良好實際套用價值。本項目的量化考核指標：在高水平國際會議及國際期刊上發表文章6-10篇，申請技術發明專利3項。本項目的研究團隊超額完成考核指標。共發表會議論文24篇、期刊論文15篇，包括INFOCOM 11篇、KDD 1篇、IEEE TPDS 8篇、IEEE TMC 3篇、IEEE JSAC 1篇等。獲授權的國家發明專利6項。相關研究成果榮獲國際學術會議MSN 2012的最佳論文獎，榮獲ACM SIGSPATIAL CUP 2012的第四名及ACM SIGSPATIAL CUP 2013的冠軍。項目負責人的研究生吳雨晨的碩士學位論文《車輛自組織網路中基於軌跡的路由算法研究》，榮獲2014年度上海市“優秀碩士論文”。項目負責人重視國際交流與合作。擔任兩個重要國際學術會議的程式委員會主席，分別是第二十屆IEEEE ICPADS及第十一屆COLLOBORATECOM。