公交车自组网中带时延约束的数据传输路由算法

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jy02553920
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
之前的研究学者已经在车辆自组网(Vehicle Ad-hoc Network,VANET)领域做了很多研究。但是将车辆自组网和无线传感器结合起来,以车辆作为信息传输的载体来提升数据传输效率的研究还很少。主要原因是车辆自组网的拓扑结构变化太快,很难保证数据传输的交付率;数据传输占用的网络带宽过高,很容易造成网络拥堵;车辆行驶的过程涉及到时间和二维空间一共三个维度,对于问题的模拟建模有很大的挑战。公交车自组网(Bus Ad-hoc Network,BANET)在一定程度上可以解决这些问题,公交车自组网区别于车辆自组网的特点是公交车自组网的网络传输载体是公交车而不是其他车辆。公交车有精确的行驶时间表,用行驶时间表可以对公交车的行驶时间做出较准确的预测。但由于路况的不同、乘客上下车、车辆故障等原因,公交车行驶时间的预测准确率仍然需要通过其他手段来提升。之前的研究者通过增加公交车车站固定数据转发节点、利用分布式算法等方法提高数据交付率,但是效果并不明显。本文针对现有研究工作的不足,借助车载全球定位系统和车载4G网络,通过实时获取的车辆行驶信息来提升数据传输过程中每一跳的成功率。并通过时空图的建模方式,将三维的时间空间的问题压缩到二维的时空图当中来解决最终的数据传输问题。我们研究的主要问题为:假设我们知道目前所有公交车的行驶时间表、行驶路线和当前位置,利用公交车收集路边的无线传感器节点的数据包并在一定的时延约束下把收集到的数据包传送到数据收集中心,来实现最大化的数据传输交付率。我们提出了两种算法,一是LMHA(Label Minimum-Hop Algorithm)算法。LMHA算法是一个单路径数据传输的算法。根据时空图的稀疏性和时空图中所有边的方向具有一定规律的特点,改进图论问题中经典的最短路径搜索算法实现在O(V+E)的时间复杂度下搜索出一条最短路径;二是MLMHA(Multiple-path Label Minimum-Hop Algorithm)算法,它是将LMHA算法应用到多路径传输当中的一种改进算法。因为在一些相对较差的环境下,例如交通事故、早高峰时期,公交车的行驶时间预测成功率较低。所以我们就通过使用多条路径同时传输数据来提升数据的交付率。此外我们也通过大量的模拟实验来验证提出的算法,我们通过编程实现提出的两种算法,并在The ONE模拟器上模拟现实中公交车行驶情况。并与现有的Epidemic Router、Max Prop Router、Prophet Router、Spray and Wait Router几种算法作对比,收集交付率、转发时延、转发跳数等数据。通过大量的实验对比和数学证明,结果显示我们的算法在数据交付率和网络开销方面表现优异。
其他文献
锂离子电池已成功应用在便携产品、混合动力汽车和储能电池等领域。目前商品化的锂离子电池正极材料主要有层状LiCoO2、橄榄石型LiFePO4和Li-Ni-Co-Mn-O材料,但上述材料放电
近年来,随着我国可持续发展战略的实施,我国电力生产中非化石燃料发电量所占比例有较大提升,但化石燃料发电量仍占主要比重。传统火电发电模式,除产生粉尘等污染物排放外,在
伴随城市的不断发展,城市用地日益紧张,基坑工程规模也越来越大。基坑开挖势必导致基坑整体变形,如何控制变形,保证基坑工程安全,减小对周边环境的影响成为重中之重。基坑变
双层类球面网壳结构作为大跨度空间结构的一种,具有造型优美、布置形式灵活等优点,越来越多地在大型工业和民用建筑中采用,这类建筑结构一旦发生连续倒塌往往会造成严重的后
路面裂缝作为最常见的公路病害类型,及时地对其进行发现和治理不仅能够减少经济损失,同时对于公路交通安全具有至关重要的作用。传统的人工检测方法耗时耗力,无法满足当前国
随着城市交通量,高速公路交通量的逐渐增大和经济快速增长,预应力混凝土桥梁已成为当今城市立交公路系统的可靠和可持续解决方案。在非洲,一些发展中国家,如卢旺达,布隆迪,加
在半刚性基层沥青路面结构中,水泥稳定碎石基层内部受力状况十分复杂,其中很多是处于三轴受压应力状态。现阶段采用的无侧限抗压强度试验、劈裂试验和弯拉强度试验等无法描述
随着交通运输行业的迅速发展,高等级公路与城市立体化交通对道路线形的要求越来越高,弯梁桥逐渐被广泛应用。由于弯梁桥不规则的空间形状,使其在运营过程中容易出现支座滑移
高墩大跨径连续刚构桥梁作为交通线上的重要工程,其在地震作用下的受力十分复杂,且地震灾害危害极大,因此,研究高墩大跨径连续刚构桥梁地震响应特点并采取合理有效的减震措施
脉冲星自主导航具有极其重要的工程应用价值和军事战略意义,一直是世界各航天大国追求航天技术发展的目标。X射线脉冲星导航的核心设备是脉冲星导航探测器,脉冲星导航探测器