网络编码在车载网广播技术中应用的研究

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VANETs已经成为一种非常具有应用前景的新型无线数据分发网络,由于VANETs不仅能提高交通安全,还能将视频、音频、数据文件等娱乐信息传输给车辆,已经成为了研究热点。在车辆网络的各种应用中,广播技术是最为常用的方法。VANETs的广播技术中许多关键问题还没有完全解决,数据如何快速、高效地广播给车辆就是其中之一。高效的数据分发机制对提高交通安全和车辆内的娱乐性都具有决定性的作用。   本论文基于网络编码能有效地提高网络吞吐量、降低时延的特点,首先采用了一种适用于VANETs的符号位编码,在此基础上设计了一种优化行程长度编码的算法。该算法采用了动态规划的思想,有效地减少了行程的数量,因此,也减少了编码系数向量。   另一方面,VANETs中节点的快速移动、节点间连接的频繁间断等特性,因此,现有的数据分发机制很难获得很好的性能。仅仅通过优化行程长度-符号位编码,难以大幅度提高性能的。因此,本论文针对上述问题,提出了一种基于符号位编码的数据协同广播分发机制SCDU。   针对VANETs中数据广播分发的问题和难点,本论文充分考虑了现有的数据分发机制的优势和缺陷,结合VANETs的特性,基于符号位编码,设计了适用于高速公路(稀疏、密集)和城市(稀疏、密集)场景的数据广播分发机制。本论文的主要工作如下:   1)区别于传统的网络编码,针对VANETs的特点,设计了一种适用于VANETs编码方法,该方法降低了解码的复杂度,同时又提高了数据分发机制的效率。   2)研究了节点间信息交互报文的格式,综合考虑VANETs的特性以及符号位编码的优缺点,设计了一种低开销的节点交互信息表示方法。   3)研究了VANETs数据协同广播分发机制的设计方法和设计特点,在1)和2)的基础上,设计了一种基于数据有效性的中继转发节点的选择策略,然后基于该选择策略设计了一种VANETs中高效的数据协同广播分发机制。   4)利用仿真工具,从下载率、下载时延、下载速率、公平性等方面进行比较,验证了SCDU机制的高效性。
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