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基于基站休眠策略的车载网络能效研究
| 论文题名： | 基于基站休眠策略的车载网络能效研究 |
| 关键词： | 车载网络;基站休眠;能量损耗;拓扑结构;通信质量 |
| 摘要： | 移动通信基站节能省耗是目前无线通信研究的一个重要研究方向。车载网络把行驶的车辆节点都转化成为移动的无线节点，利用车辆间数百米内的短距离通信，组成一个大范围的无线移动通信网络，通过车辆与车辆之间，车辆与路边基站之间，车辆与人之间的互相连通。现有的基站休眠策略只是考虑蜂窝通信系统，或者研究的对象为车载网络主要集中于研究车辆连通性以及车载网络路由协议的研究，而较少有考虑将基站休眠策略与车载网络结合研究的情况。本文主要着重于研究基于基站休眠策略对车载网络整个系统能量损耗的影响。由于车载网络中车辆高速移动性和运动受道路约束的特点，使整个网络拓扑变化频繁而给研究带来一定困难，这里我们主要针对一维高速公路上的车载网络作为本论文的研究对象。 本文基于车载网络中车辆的速度引起的网络拓扑频繁变化，提出了可以提前估计系统拓扑结构变化趋势可以有一小段时间延时的离线情况，以及不能预判系统拓扑结构变化趋势的即时在线情况。根据两种场景，主要考虑车流密度，车辆速度以及延时的时间阈值等参数，当基站分别在离线与在线这两种情况下，满足基站休眠条件时，与基站休眠所节省的能量的关系。又因为多跳车载网络，在满足相同的覆盖范围的情况下，基站的数量需求量更少以及基站的发射范围也相应减小。在没有基站时仍然能建立和保持连接。又在基站的辅助下，可以使车辆与车辆之间的跳数减少。根据车载网络多跳的特点，将多跳与基站休眠策略进行融合，引入车载簇集概念，即车辆与相邻车辆小于某个固定值时，形成一个簇集，并且只需要簇集里某一个车辆与基站通信，簇集的概念在单跳车载网络里是没有的。对此进行了理论研究与公式推导。本文创新性的讨论在基于基站休眠策略下协作的单跳以及多跳车辆与车辆通信的车载网络能效问题，使得整个系统在保证车辆通信质量的前提下，通过基站休眠策略使得基站节省更多能量。然后在此基础上，针对多跳车载通信，基站休眠策略进行了进一步的研究与探讨。并对单跳车载通信以及多跳车载通信中，基站休眠时所节省的能量与车辆速度以及车流密度的模型进行了数值推导与仿真。最后，本文针对仿真结果进行了比较，可以看出在保证车辆通信质量的前提下，基站休眠策略在节能省量方面确实能起到作用。 |
| 作者： | 胡敏 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 韩涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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