无线网络技术的发展和智能移动终端的普及,给人们日常办公和娱乐带来了极大的便利,也使得运营商数据流量逐渐从传统的固网转移到无线网路。而诸如超高清视频、物联网等概念的流行和实现,进一步促进了移动网络数据流量的爆炸性增长。但是,现有的网络接入方式并不能同时满足用户对移动性和对带宽的需求。目前用户主要通过两种方式接入移动网络:移动蜂窝网络和无线接入点(AP)。移动蜂窝网络覆盖范围很广,但由于其带宽瓶颈限制,在高用户密度下性能下降较为严重。无线AP带宽更高,传输速率更快,但通常需要固定的接入点,且通信范围较小,覆盖范围有限,缺乏扩展性,不能很好地支持用户移动性。为了弥补固定AP的不足,我们探索通过引入车载AP提高网络覆盖,进而优化移动用户网络服务体验。在城市环境中,车辆具有密度较大,速度较低的特点,通过在车辆上部署无线AP,能够对固定AP通信范围外的区域实现较好的覆盖,提供更多的网络接入机会。借助多路径传输控制协议(MPTCP),我们可以利用移动设备的多个网卡,使用多种方式进行网络接入。然而,由于车载AP的移动性,也带来了以下问题:(1)移动设备需要频繁扫描周围可用车载AP以进行选择和切换,而AP发现具有较大的时间开销;(2)车载AP和移动设备之间的距离持续变化,导致接收信号强度(RSSI)也不断变化,传统的基于RSSI的AP选择和切换策略将不再适用。针对上述问题,本文设计了利用车载AP进行网络覆盖的系统,提升用户网络接入的吞吐量。基于无线信号传播模型和运动模型,我们构建了吞吐量模型,用于估计移动设备连接车载AP后的期望吞吐量和期望通信时间。该系统通过控制器收集车载AP信息,并借助吞吐量模型帮助移动设备进行可用车载AP的筛选和排序。移动设备可以向控制器查询周围可用车载AP及其工作信道等信息,降低了 AP发现的时间开销;而基于吞吐量模型的AP选择和切换策略,有效提升了吞吐量,减少了服务中断时间。我们通过仿真实验评估其性能,实验结果表明,与传统的基于RSSI的切换策略相比,本系统中采用的切换策略将吞吐量提升约30%。值得注意的是,吞吐量的提升并不总意味着用户体验的提升。对于视频传输这样的关键应用,用户体验除了和平均视频质量有关外,还和平均视频质量变化、缓冲暂停频率等因素有关。移动环境下网络带宽具有较大的波动性,改善用户体验面临更多挑战。为了提升移动用户观看视频体验,我们利用车载AP对视频传输进行优化。我们在车载AP引入缓存来缩短用户获取视频块的时延,借助吞吐量模型调整视频客户端所请求的码率,提升用户视频体验。为了提升缓存有效性,减少后端网络传输,我们利用车载AP的计算能力将高码率视频块转码为低码率视频块以满足用户请求。鉴于现有的最不经常使用(LFU)缓存替换算法不能很好地反映高低码率之间的转换关系,我们对LFU缓存替换算法进行了修改,充分考虑低码率视频块可以由高码率视频块转码生成的特点,在进行缓存替换时,优先替换低码率视频块,尽可能保留高码率视频块。