异构网络融合场景下车联网的移动性管理和资源管理

摘要：针对异构网络融合场景下车联网的特点,研究了车联网中的移动性管理技术和资源管理技术。在介绍物联网及车联网基本概念的基础上,分析了车联网中异构网络融合的应用场景,通过研究车联网中的通信设备、通信形式、组网方式等,提出了车联网的网络架构。与一般异构网络相比,车联网中车辆移动速度快,造成车辆接入公共网络时频繁切换的问题,为此,研究了车联网中的移动性管理技术。车联网中通信设备以及通信形式的多样化带来了多样化的业务需求,针对不同优先级业务提出了车联网中基于优先级的资源管理技术,即在异构网络的资源管理中必须保证高优先级业务在资源分配、接入控制、网络选择等方面始终处于优先状态。     

基于车辆行为分析的智能车联网关键技术研究

车联网通信系统中通信节点的高移动性、移动行为的复杂性,使得此场景下通信业务呈现数据实时交互性强、空时分布不均、尺度多变、规律复杂的特征,导致传统的车联网网络部署、资源调配难以有效满足用户的差异化服务质量需求。因此,迫切需要设计“车-人-路-云”泛在互联的智能异构车联网网络,通过充分挖掘车辆行为数据的潜在价值,精准预测、刻画车辆行为的空时分布特性,以提升车联网资源利用率、改善车联网服务性能。该文全面梳理了国内外在车辆行为分析、网络部署与接入以及资源优化方面的相关工作,重点阐述了智能车联网关键使能技术,即如何借助先进的人工智能、数据分析技术,探索车联网中车辆行为的空时分布特性,建立车辆行为预测模型,进行智能化网络部署与多网接入、动态资源优化管理,实现高容量、高效率的智能车联网通信。     

一种面向车联网网络切片的资源分配方案

为了满足车联网中不同类型的应用对服务质量的不同需求，提出了一种基于深度强化学习的车联网资源分配方案。根据车联网服务对时延和数据传输速率的要求，把车联网服务分成两种切片方式。切片1是要求低时延的V2V链路的服务；切片2是要求高数据传输速率的V2I链路的服务。通过设计动作空间、状态空间、奖励函数，训练出一个可以在车联网动态环境下实时调整，给出当下最优资源分配策略的网络，使得设计出的网络能够在保证切片1时延约束的前提下提高切片2的数据传输速率，以解决基于V2V通信和V2I通信的车联网资源分配问题。     

基于北斗和边缘计算的车联网导航技术研究

随着车辆保有量的不断增长和车联网应用的普及,车辆终端会产生大量需要实时处理的数据消息。在车辆高速移动场景下,传统的车联网导航系统由于车辆差分定位数据存在传输时延,导致车辆定位结果存在一定的偏差,无法及时获得高精度定位结果。基于此,文中提出了一种基于北斗定位和边缘计算的车联网导航技术方案,采用改进的遗传算法进行终端定位请求的资源分配,有效降低整个边缘网络的服务时延,并利用基于边缘节点的优化无损卡尔曼滤波算法来提高车联网节点的定位精度。实验表明,文中所提出的方法能够为大规模车联网终端提供实时精准、低延迟和高精度的定位服务,具有较高的实际应用价值。     

基于匿名认证的车联网安全技术研究

车联网相关应用需要基于实时、准确的交通信息。RSU会实时进行广播,同时车辆间要进行实时通信,包括车辆的身份信息、驾驶状态及位置信息等。攻击者可以利用车联网的开放性获取实时发送的空口数据,通过破解空口数据获得车辆的身份信息和位置信息,进而可以通过伪装、篡改或者植入恶意程序的方式对车辆进行攻击。因此,车联网通信过程中的信息安全问题必须得到有效的保护。基于区块链的匿名认证,车辆在V2V及V2I通信过程中将公钥作为假名进行认证,既保证了消息来源的真实性和消息的完整性,也避免了车辆身份信息的泄露。     

基于LTE D2D技术的车联网通信架构与数据分发策略研究

基于5G通信技术的车联网面临高速率、低时延、高可靠性和大量流媒体数据分发等需求,提出了一种基于LTE D2D的车联网通信架构,设计基于运动一致性的车辆分簇算法,有效增加持续D2D通信时间,提高通信可靠性;其次,针对簇内车辆的流媒体数据分发,提出一种带时延约束的D2D协作中继转发策略,设计最优中继选择算法,大幅提高数据传输速率,提升网络吞吐量。     

车载移动异构无线网络架构及关键技术

传统的车辆通信网络通常只是针对于公路计费等用途设计的封闭式通信网络,新近的发展使得车辆支持车间自主通信从而互通安全信息。但是由于在网络架构方面的缺陷,现有的系统只能对高速行驶中的车辆提供局部区域内的信息交互,无法实现车辆与智能交通控制中心进行实时数据服务和接入宽带无线网络。文章提出了基于车辆环境下无线接入（WAVE）（IEEE802.11p）和全球微波接入互操作性（WiMAX）（IEEE802.16e）融合的车载移动异构无线网络体系,建立了新型车载异构网络通信架构及体系模型,并分别对WAVE网络中的多信道自适应协调机制和分布式多信道调度算法和基于移动预测的路由及服务质量、WiMAX网络中的群组切换机制和两级资源调度等关键技术进行了研究和探讨。     

NOMA技术与车联网V2I通信结合系统性能仿真研究

车联网通信是指在智能传输系统中,车辆与多种网络元素进行信息交换,这些网络元素包括:其他车辆、步行者、网关、交通基础设施。文章在LTE系统级仿真平台上,完成对车联网V2I通信模型的建立,将NOMA技术运用于搭建的仿真模型上。以吞吐量为性能指标,研究NOMA技术的不同用户配对方案和功率分配方案对系统性能的影响。仿真结果证明,基于NOMA技术的车联网通信,整体系统性能优于基于OFDMA技术的车联网通信。     

由国外DSRC标准看国内发展状况

车联网按照规定的数据交互标准和通信协议,实现V2X的数据交互和共享.专用短程通信是一种高效的无线通信技术,它可以实现小范围内数据的实时、准确和可靠的双向传输,将车辆和道路有机地连接.本文介绍了美、欧、日的车载通信标准的发展状况,并进行对比分析,然后从美、欧、日的标准谈国内车联网系统、标准制定以及车联网标准体系的建立,并深入研究分析DSRC的特点,为我国制定车联网系统以及车载通信标准发展战略提供参考依据;最后,展望了车联网行业的发展前景.     

车联网中网络切片资源分配方案

为了满足车联网中不同应用的服务质量(Quality of Service, QoS)要求,提出了一种基于网络切片技术的车联网频谱资源分配方案。该方案考虑数据接入控制,通过联合优化频谱资源块(Resource Block, RB)分配和车辆信号发射功率控制,在安全服务切片低时延高可靠性的约束下,最大化信息娱乐服务切片的平均和吞吐量。将车联网资源管理建模为一个混合整数随机优化问题,利用李雅普诺夫(Lyapunov)优化理论将该优化问题分解为接入控制和RB分配与功率控制两个子问题,并分别对其进行求解,得到每个时隙的接入控制和资源分配方案。仿真结果表明,所提出的资源分配方案能够有效提高信息娱乐服务切片的平均和吞吐量,并且可以通过调整引入的控制参数值来实现吞吐量和时延的动态平衡。同时,与已有方案相比,该方案具有更好的时延性能。     

智能车载车联网服务平台

智能车载服务平台又被称为车联网服务中心,是车联网的核心部分,主要可以实现车辆和信息的交互,是一个基于物联网、云计算等技术的智能车载平台。智能车载服务平台可实现车辆的远程监控、紧急报警、远程升级等功能。车联网将汽车与互联网相结合,利用先进的传感技术、通信技术和信息技术等,实现了对汽车的全面监测与管理。物联网技术与信息通信技术的深度融合,是未来车联网发展的必然趋势。     

基于新型承载网的车联网组网架构研究

车联网低时延、大容量及灵活的组网需求,对承载网提出了更高的要求。基于此,在研究了新型承载网关键技术的基础上,提出了基于新型承载网车联网组网架构,可解决现有承载网技术的不足,满足车联网回传业务的快速、高效的访问需求。新型承载网架构采用转控分离的方式,符合未来网络的发展趋势,在满足车联网业务的同时,仍可承载传统业务,为大型园区以及城市一体化组网提供了可能。     

基于票据的车联网安全和隐私保护方案

随着车联网的发展,车辆通信将在提高行车安全,驾驶效率和舒适度方面发挥重要作用。车辆将访问多种应用,考虑到现有行车安全应用面临的严峻威胁,加之对用户验证、授权和计费的需求,攻击防护安全对于车载自组网来说尤为重要。在车辆使用基于位置的服务或行车安全服务时,攻击者可能会窃听通信内容,获取用户身份信息和位置隐私。为了提高车载自组织网安全,提出了一种采用分布式车辆公钥基础设施(VPKI)对车辆通信安全、位置隐私和身份匿名进行保护的方案。该方案采用票据为应用服务提供匿名访问控制和认证,并且可以解析和撤销不法车辆身份。最后,通过实验分析方案的效率来证明VPKI的可实施性。     

Research on optimal intelligent routing algorithm for IoV with machine learning and smart contract

The huge increase in the communication network rate has made the application fields and scenarios for vehicular ad hoc networks more abundant and diversified and proposed more requirements for the efficiency and quality of data transmission. To improve the limited communication distance and poor communication quality of the Internet of Vehicles (IoV), an optimal intelligent routing algorithm is proposed in this paper. Combined multi-weight decision algorithm with the greedy perimeter stateless routing protocol, designed and evaluated standardized function for link stability. Linear additive weighting is used to optimize link stability and distance to improve the packet delivery rate of the IoV. The blockchain system is used as the storage structure for relay data, and the smart contract incentive algorithm based on machine learning is used to encourage relay vehicles to provide more communication bandwidth for data packet transmission. The proposed scheme is simulated and analyzed under different scenarios and different parameters. The experimental results demonstrate that the proposed scheme can effectively reduce the packet loss rate and improve system performance.     

基于5G的车联网组网架构研究

主要对基于5G的车联网组网架构进行研究,主要从车端、路端、网端、云端四个方面进行阐述,最后对车联网应用进行总结及展望。     

车联网网络架构与媒质接入机制研究

车联网旨在实现一体化智能交通体系和无处不在的网络,其关键技术在于全网数据共享和车辆宽带接入。现有车辆网络架构因其不同设计目标而缺少统一的协议栈和数据接口,难以有效进行全网数据共享或协同通信;其多信道机制缺少灵活性,整体网络性能受网络节点密度影响较大。文章提出面向安全应用的车联网无线网络架构及其协同通信协议栈,并对车联网自适应多信道媒质接入协议进行研究。     

认知 mesh 网络服务区分的动态频谱接入策略

动态频谱接入策略是实现认知无线电网络高效利用频谱的关键。与传统认知无线电网络不同,认知mesh网络中不同QoS需求的多类型业务共同接入,为适应这一特点,提出服务区分的动态频谱接入策略。策略依据业务的QoS需求确立优先级,针对不同优先级业务采取不同的信道接入方案,实时业务依据最优传输延迟期望选择接入信道集合,在减小传输延迟的同时降低数据传输过程授权用户出现的概率,普通业务选择最优理想传输成功概率的信道,降低信道切换概率。理论与实验结果表明,与传统的认知网络频谱接入策略相比,提出的策略能提供不同业务的服务区分,满足实时业务的低延迟需求,降低数据传输的中断率,同时在授权信道空闲率与网络负载较大时吞吐量性能较优。     

WiMAX点对点宽带无线接入容量分析

随着通信技术的迅猛发展,移动宽带化和宽带移动化是通信网发展的必然趋势。WiMAX城域网无线宽带接入技术,可提供大范围及高速率无线接入,同时支持视距传输和非视距传输,能提供面向互联网的高速无线连接。WiMAX可作为线缆和用户数字线的无线扩展技术,实现无线宽带接入。首先简要介绍WiMAX的应用模式,然后重点分析其点对点应用中上行链路和下行链路的通信容量,提供相关工程技术人员进行方案设计的参考。     

基于双频通信的空间飞行器自组网动态时隙分配

针对分布式空间飞行器自组网使用传统时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)时隙分配方式时网络时延大、传输效率不高的问题,提出了一种基于双频通信的动态时分多址时隙分配(Dual Frequency Dynamic Time Division Multiple Access,DF-D...     

HIMALIS-VI: Fast and Secure Mobility Management Scheme Based on HIMALIS for V2I Services in Future Networks

To overcome the inherent limitations of the current Internet architecture, such as lack of mobility support and security mechanism, research has begun on future Internet based on ID/locator split architecture. For the realization of future networks, it is necessary to consider the characteristics of their services and applications, as well as research on their basic architectures. The representative services include Cooperative Intelligent Transportation System (C-ITS) applications based on vehicle-to-vehicle/vehicle-to-infrastructure (V2V/V2I) communication which can prevent vehicular accidents, increase the efficiency of transportation systems, and reduce environmental pollution, all while improving passenger convenience. Since C-ITS services using V2I communication are tightly connected to both passenger and pedestrian safety, they require not only continuous network access but also secure communication regardless of the vehicle mobility. To provide continuous network access and secure communication to moving vehicles in future networks based on an ID/locator split approach, authentication and location updates of moving vehicles should be frequently performed, which results in significant signaling overhead. Therefore, to integrate V2I communication with an ID/locator split approach based on the (R1) HIMALIS architecture, in this paper we propose a novel mobility management scheme, called HIMALIS-VI, which can contribute to a delay reduction for the authentication and mitigating handover procedures at both the mobile hosts and network entities in an edge network.