车联网中车辆对路边基础设施（V2R）的接入、内容分发的研究

V2R communication is playing a more and more important role in the intelligent transportation and user entertainment application. The short time delay and higher throughout are required in the V2R communication to obtain a satisfactory of user experience and real-time road safety information.But in the VANET, because the vehicles move at a high speed, network topology changes quickly,it is difficult to guarantee the end-to-end connection between vehicle and RSU in the V2R communication. Thus, problems of large delay and low throughout are likely to appear and lead to network congestion. At the same time, the load of RSU may be unbalanced, the communication performance becomes very unstable, these problems seriously affect the overall network performance and user experience satisfaction. Hence this topic designs a complete set of theoretical system about RSU access and content distribution in the V2R communications and a series of strong applicability algorithms. They will ensure that when the vehicles run at a high speed,V2R communications have low latency, high throughput, load balancing and stable communication performance. Finally, we verify the effectiveness of the algorithm through a simulation platform which we design.

随着V2R通信在智能交通、用户娱乐等应用呈现出越来越重要的作用，车辆在行驶过程中为了获得满意的用户体验和实时道路安全信息，对车辆和RSU之间的通信提出时延短、吞吐量高等要求。而VANET中车辆高速移动，网络拓扑变化快，导致V2R通信时车辆和RSU间存在端到端的连接维持困难，很有可能会出现延迟大、吞吐量低等问题，甚至网络拥塞。同时也会导致RSU的负载不均衡，通信性能很不稳定，这些问题严重影响了网络整体性能和用户体验的满意度。 因此本课题通过设计一套完整的V2R通信中RSU接入和内容分发的理论体系和一系列应用性强的算法来，解决上述问题，保证在车辆高速移动的时候，V2R通信时延低、吞吐量高，负载均衡，通信性能稳定。最后通过设计仿真平台，模拟验证算法的有效性。

在本课题的研究，提出了一种VANET中解决RSU接入问题的演化博弈方法，保证VANET拓扑频繁变化的情况下车辆请求服务的高效性；研发出一套仿真实验系统，解决了车辆在实际行进中实时通信和可视化通信问题；针对VANET在交通道路上，图像和视频的实时传输问题，提出了一个应用于无线网络的实时连续图像和视频的传输系统；针对VANET中悬浮信息的一致性问题，提出了采用基于Paxos Protocol的一致性策略；为进一步完善适用于稀疏和稠密多种VANETs场景，提出5步博弈方法；为了解决车辆在两个相邻RSU之间切换时存在的RSU负载和QoS问题，使车辆能够无缝互联网访问，提出了一个在城市场景中移动车辆交接方案；针对城市RSU盲区中大文件下载中存在的网络断链、总延迟高等问题，提出了基于剩余文件的顺序车辆选择方法（SSRF），可以提高数据传递率，降低文件传输延迟；针对请求车辆在RSU盲区内，通过V2V通信实现多媒体合作共享时，由于断链和车辆自私引起的资源查询和传输失败问题，提出了一种基于P2P-BT的多媒体合作共享机制；针对在RSU稀疏的情况下，VANET中的网络断链及传输延迟问题，提出利用路边停靠车辆进行庞大的多媒体服务方法，使用演化博弈理论构建解决了停靠车辆不合作的情况；为了解决快速收敛并且保证区域内各个节点的悬浮信息的一致性的问题，提出了概率洪泛模型、基于悬浮信息的安全信息分发方法HBID以及复制缓存算法；针对VANET中多车辆之间的视频传输问题，提出了基于可用网络带宽状况的自适应视频码率控制方法，从而达到整个网络性能和公平性的最大。整个项目研究期间，共发表优秀论文8篇，获权专利5项，软件著作权1项。