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车联网是5G/B5G(The Fifth Generation of Mobile Communications/Beyond Fifth Generation of Mobile Communications,5G/B5G)无线通信系统中不可或缺的一项通信技术,在物联网技术(Internet of Things,Io T)逐渐成熟的背景下,车联网(Internet of Vehicles,Io V)的最终目标是实现车辆与周边所有无线通信设备的信息交互。然而,车联网中大量的交互信息广泛传播,用户节点具备极强的移动性和开放性,网络拓扑结构变化快,这些特性使得通信链路频繁变化,极易出现中断。本文提出在车联网中运用中继协作传输技术,从中继选择算法设计和系统性能分析两个角度出发,研究了中继选择算法对车联网通信的可靠性及稳定性产生的影响。本文的主要创新点如下:1.针对基于单一参数的中继选择方案无法适应车联网复杂通信环境的问题,提出基于多参数决策的中继选择方案,综合考虑候选中继节点的带宽、时延、节点切换预测值以及用户节点的相应需求,利用线性加权函数(Linear Additive Weighting,LAW)评估候选中继的性能,最终得到最优中继。仿真结果表明本文提出的中继选择方案在系统吞吐量和中继切换次数方面比传统方案更具优越性。2.针对以往中继选择算法中存在的单一路径不稳定问题,本文提出基于多元连接的中继选择算法,综合考虑了以下两种中继评价准则,分别是传统的GPSR算法(Greedy Perimeter Stateless Routing)和基于链路稳定性的多参数决策算法,在此基础上选出两个最佳中继,发送节点会将数据分别发送给这两个最佳中继,最终实现多径传输。理论和仿真分析表明基于多元连接的中继选择算法在中断概率,数据传输成功率及传输时延方面都占据优势。3.针对最优中继协作弥补车联网拓扑结构变化快但其终端节点易受到异构网络中聚合干扰影响的特点,本文对5G超密集网络(Ultra Dense Network,UDN)下的车联网性能问题进行了深入研究,提出采用机会中继选择方案及译码转发策略来协助数据传输,同时推导出聚合干扰下车联网系统中断概率的闭合表达式。最后仿真实验证明了理论推导的正确性及本文所提中继协作方案的有效性。4.针对存在信息窃取者的车联网中继协作传输场景,利用机会式中继选择策略与最大比合并(Maximum Ratio Combining,MRC)技术设计了直接传输链路与多跳中继转发链路共存的安全传输方案,旨在提高信息传输的可靠性及安全性。同时,在获得信道概率密度函数(Probability Distribution Function,PDF)及累积分布函数(Cumulative Distribution Function,CDF)的基础上,利用全概率公式等方法推导出车联网系统安全中断概率的闭合表达式,其中涉及的信息传输信道均服从Nakagami-m分布,提高了理论推导的难度。最终的仿真实验证实了理论推导的准确性及本方案的可行性。