【摘 要】
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随着5G等无线通信技术的发展,智慧城市建设已经成为科技发展的重要领域,作为智慧城市的组成部分之一,智能交通系统(Intelligent Transport System,ITS)应际而生。在ITS中,由车辆、道路旁的基础设施及无线通信协议等构成的车辆自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)能够为车辆提供多种类型的服务,该网络中的车辆可以充当数据内容的发送者、接收者
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随着5G等无线通信技术的发展,智慧城市建设已经成为科技发展的重要领域,作为智慧城市的组成部分之一,智能交通系统(Intelligent Transport System,ITS)应际而生。在ITS中,由车辆、道路旁的基础设施及无线通信协议等构成的车辆自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)能够为车辆提供多种类型的服务,该网络中的车辆可以充当数据内容的发送者、接收者和转发者。而在VANET中,网络链路间歇性断连会导致端到端的节点之间通信链路断裂,影响通信质量。命名数据网络(Named Data Networking,NDN)是根据数据内容的名称进行检索,而不是根据主机的位置。NDN有将内容交换与主机位置解耦、命名解析、网络内部缓存等特性,而这些特性对于上述问题的解决具有一定的优势。在基于NDN的VANET的网络环境(V-NDN)中,由于车辆节点的高移动性导致通信链路不稳定破坏了NDN的耦合路由机制,从而影响数据收发过程的正常进行。因此,V-NDN网络中如何在车辆移动环境下有效且高效的实现数据收发是当前研究的重点。鉴于此,本文研究了如何实现V-NDN中移动车辆节点的数据收发,主要工作如下:给出了VANET的相关介绍以及路由策略,阐述了NDN的网络架构、包的类型、NDN节点的数据结构、路由与转发等原理和特点,并对当前基于NDN的VANET国内外研究现状进行了说明。提出一种基于车辆追踪的数据转发方法。在该方法中,首先提出一种禁忌节点搜索(Tabu Node Search,TNS)算法,有效追踪目标节点,实现更及时的数据包回传。并利用快速切换方法(Quick Handover Method,QHM),在数据包返回过程中提供高效率的网络切换,缓解ping-pong切换问题带来的信号不稳定等影响。仿真结果表明,该方法与现有的移动支持方法相比,具有更低的平均延迟、更低的切换时延和更高的数据成功交付率。提出一种基于路侧单元(Roadside Unit,RSU)协助的数据转发方法。该方法对城市道路场景布置的RSUs进行分区域管理,每个区域设置一个控制路由器进行管理及数据分发,利用各区域RSUs的协作实现数据收发。本方法对NDN节点的表结构进行修改,添加相应的数据包,并详细描述了数据请求过程和数据交付过程。实验仿真结果显示,该方法能够减少数据内容请求的平均传输时延,并增加数据的成功交付率。
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