面向车路协同的路侧节点部署与异构网络切换方法

摘要

随着车联网的不断发展，基于短程通信、无线探测等手段获取车路信息，并通过车辆与基础设施间的信息交互实现车-车、车-路协同的智能车路协同技术，已经成为目前智能交通领域的重要研究方向。由于智能路侧系统具有通信区域有限、多模式网络共存的特点，在实际的智能车路协同系统中存在路侧节点过度部署及网络频繁切换等问题，对系统成本及可靠性带来较大影响。基于此，论文研究了智能车路协同系统路侧节点优化部署及异构网络垂直切换问题，以降低智能车路协同系统的部署成本并提高网络通信质量。
　　论文在对智能车路协同系统组成结构进行深入分析的基础上，对智能路侧系统和车路通信技术进行了分析研究。针对路侧节点的部署问题，以城市道路为应用对象，在分析研究现有路侧节点部署方法的基础上，提出了一种基于优先级的交叉口节点部署方法，并通过实验验证了该方法具有较少的节点部署数量和重叠覆盖度。论文针对智能路侧系统网关节点的选取问题，设计了一种多网关节点部署方法，并通过实验验证了该方法能够使各路侧节点到网关节点总路由跳数达到最少。论文针对车辆可能在车路通信异构网络中频繁发生垂直切换的问题，分析研究了车路通信技术和现有异构网络切换方法，在构建了一种基于 WLAN与3G的车路通信场景的基础上，提出了一种基于车辆位置与运动趋势的异构网络切换方法，并通过实验验证了该方法在异构网络环境下具有较少的网络切换次数。
　　在上述研究的基础上，论文针对路侧节点部署与异构网络切换问题，构建了实际的测试场景，搭建了智能车路协同系统测试平台，并对论文提出的路侧节点部署方法和异构网络切换方法进行了测试分析。测试结果表明，论文提出的路侧节点部署策略能够有效减少路侧节点数目、道路重叠覆盖区域和网关节点数目，从而降低了路侧节点部署成本和网络通信开销；论文提出的基于车辆位置与运动趋势的异构网络切换方法能够有效减少车辆在异构网络间频繁切换导致的“乒乓效应”，从而提高了车路通信效率和数据传输质量。

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第一章 绪论

1.1 论文的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要研究内容及章节安排

第二章 智能车路协同系统体系架构

2.1智能车路协同系统组成及功能

2.2智能路侧系统

2.3车路通信技术

2.4本章小结

第三章 路侧节点部署优化策略

3.1 路侧节点部署问题分析

3.2 典型路侧节点部署方法

3.3 基于优先级的交叉路口节点部署方法

3.4 路侧节点中网关节点的部署方法

3.5 本章小结

第四章 车路通信异构网络切换方法

4.1. 网络切换技术研究

4.2. 典型的垂直切换算法

4.3. 基于车辆位置与运动趋势的异构网络切换方法

4.4. 本章小结

第五章 智能车路协同系统测试平台搭建及测试分析

5.1 智能车路协同系统测试平台搭建

5.2 测试分析

5.3 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢