車載網路時空關聯性建模及自適應數據分發機理研究

《車載網路時空關聯性建模及自適應數據分發機理研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由陳穎文擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：車載網路時空關聯性建模及自適應數據分發機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳穎文
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

車載網路具有信息空間與物理世界實時互動、深度集成的特點，其中待分發的數據往往具有時空關聯性，即數據只有在給定的時間內到達既定的接收方才能有效發揮作用。現有盡力而為的車載網路技術單純研究信息空間數據的傳輸，而忽略了數據本身在物理世界的時空要求，在實用性與有效性方面存在較大局限。本項目從車載網路的套用需求出發，系統分析網路中信息的物理特性，研究時空關聯數據分發的相關機理與評價指標體系；分析信道接入的時間特徵，研究信道接入時間的預測機制，最佳化信道的接入；研究信息空間和物理世界的作用關係，建立數據的時空關聯模型，並基於此模型設計最佳化數據路由算法；設計並實現信息空間與物理世界相融合的仿真平台與原型系統，通過模擬與實測相結合的方式對提出的理論、機制與算法進行驗證。本項目將突破車載網路信息物理建模、信道接入的時間語義、數據路由的時空自適應等關鍵技術，為車載網路的深度套用提供理論依據和技術支撐。

結題摘要

車載網路具有信息系統與物理世界實時互動、深度集成的特點，其中待分發的數據往往具有時空關聯性，現有“盡力而為”的車載網路技術忽略了數據本身在物理世界的時空要求，在實用性與有效性方面存在較大局限。本項目基於車載網路的套用需求，深入研究網路的信息物理特性，系統探求時空關聯的數據分發機理，突破信息物理建模、滿足時間約束的信道接入、時空關聯數據路由等關鍵技術。 在車載網路特徵分析方面，針對車輛交通流提出了一種交通燈擴展的元胞傳輸模型TLECTM，能更準確地刻劃交通流的變化；針對車載網路節點移動速度快和運行環境複雜的特點，分析了鏈路通信距離、鏈路持續時間、鏈路數據傳輸能力等特點；基於車輛真實軌跡數據集，分析了車載網路數據轉發的時延特徵。車載網路特徵分析為MAC協定和路由協定設計提供了依據。 在信道接入機制研究方面，面向車載網路緊急避險套用，提出了一種基於相對速度的自適應退避算法RSBA和基於傳輸功率控制PCB廣播機制；針對公車車載網路套用提出了公車載網路MAC協定—BusMAC及鏈路切換機制；為了進一步最佳化MAC性能，分別提出了跨層最佳化方案和可信MAC機制。 在路由算法研究方面，根據公車網路鏈路特徵，提出基於鏈路生存期的單徑路由協定R-BUS、機會主義路由協定EETCCOR、以及基於剩餘期望延遲的路由協定RED；為滿足車載網路浮動數據維持和訊息限時投遞等套用需求，分別提出了LDDP數據轉發策略和TAFR路由算法。 最後，為了增加車載網路仿真模擬的準確性，基於城市數位化地圖和車輛真實軌跡構建了車載網路仿真平台，能夠更好的模擬車載網路受城市道路、交通流量等因素的影響，也能更好的用於驗證車載網路的相關理論、機制與算法。 總體而言，項目圓滿完成預期目標，完成《車載網路技術》專著1部，發表學術論文總計32篇，其中7篇論文進入SCI檢索，21篇論文進入EI檢索，1篇論文發表在IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems上；申請2項專利，並均獲得授權；協助培養博士研究生6人、碩士研究生7人。