摘 要

在现代车载网中，沿道路分布的基站被视为固定信息传递节点，道路上的车辆则视为移动信息传递节点，与传统车辆网中信息只在基站与基站、基站与车辆之间传递不同，现代车辆网中同样允许车与车之间进行通信。充分利用车与车的信息传递能大幅度减少基站与车辆之间交互的次数，同时也能调节基站的运行状态，从而达到节省基站能效的目的。

本文主要分析在车辆密度不同时车辆服从不同分布函数下的基站休眠策略的节能情况。基站的休眠策略又可分为离线策略与在线策略。离线策略中，只有当前基站通信范围内无车辆运行，且下一个车辆进入该基站的通信范围的时间大于某个阈值时基站才会进入休眠状态；在线策略中，只要基站的通信范围内无车辆运行基站就将进入休眠状态。除此之外，本文也将简要分析多跳通信方案下的基站节能效果，并将上述所有情况进行对比分析，所得结果对于进一步研究车联网能效具有重要的指导意义。文章中首先构建车联网通信理论模型，计算基站的休眠时间及能效情况，最后通过mathematica软件绘制函数图像，检验结果与理论是否一致。

研究结果表明，在单跳通信方案中，车辆密度较低时使用休眠策略将大大节省基站的能量，且离线策略节能效果比在线策略略好，在车辆密度较大时，多跳通信方案节能效果又比单跳通信更好。

本文特色：针对车辆密度不同采用不同的车辆分布函数，并将不同车辆密度下多种节能策略的效果加以比较，使数据结果更贴于实际。

关键词：车联网，基站休眠，能量效率，离线策略，在线策略

Abstract

In the modern car network, the base station along the road distribution is regarded as the fixed information transmission node, the vehicle on the road is regarded as the Mobile Information transmission node, the information transmission process is not only the transmission between the base station and the base station, the base station and the vehicle, but also the vehicle and the vehicle can be The use of vehicle and vehicle information transmission can greatly reduce the number of interaction between the base station and the vehicle, but also can regulate the operation state of the base station, thus achieving the purpose of saving the energy efficiency of the base station.

This paper mainly analyses the energy-saving situation of the base station dormancy strategy under different distribution functions in vehicle density. The sleep strategy of the base station can be divided into off-line strategy and online strategy. Offline policy, only the current base station communication within the scope of no vehicle operation, and the next vehicle enters the base station communication range of time is greater than a threshold when the base station will enter hibernation state; online policy, as long as the base station communication within the scope of no vehicle running base will go into hibernation. In addition, this paper will briefly analyse the energy-saving effect of the base station under Multi-hop communication scheme, and compare all the above, and the results have important guiding significance for further research on energy efficiency of vehicle interconnection. Firstly, the paper constructs the vehicle network communication theory model, calculates the resting time and energy efficiency of the base station, and finally draws the function image through the mathematics software, the test result is consistent with the theory.

The results show that the use of hibernation strategy in the single-hop communication scheme will greatly save the energy of base station, and the efficiency of off-line strategy is better than the on-line strategy, and the energy saving effect of multi-hop communication scheme is more than single-hop communication when vehicle density is large.

Features of this paper: Different vehicle distribution functions are used for the density of vehicles, and the effect of different energy-saving strategies is compared to the actual data results.

Keywords: Automotive networked，base station dormant，energy efficiency，off-line strategy， online strategy

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2 研究现状 2

1.3 本文结构与研究贡献 3

第2章 车载网络节能方法 4

2.1 基站与协作通信背景 4

2.2 系统模型 4

2.2.1 单跳通信 4

2.2.2 多跳通信 6

第3章 基站能效模型的数据分析 8

3.1 单跳通信 8

3.1.1 低密度下基站能效分析 8

3.1.2 中密度下基站能效分析 13

3.2 多跳通信 15

第4章 数据仿真 17

4.1 仿真软件 17

4.2 仿真结果 17

第5章 结论 22

参考文献 23

致谢 25

附录 26

第1章 绪论

1.1研究背景和意义

近年来，车载网络正受到越来越多的关注，也衍生出很多如提高公路运输安全性、能量效率等研究领域。移动自组织通信网络有一种特殊的网络，即车联网（Vehicle Ad Hoc Networks，VANET）。车联网主要是由道路车载系统（On-board units，OBUs）和路边基础设施系统（Roadside units，RSUs）组成，是一种自组织、结构开放的车间通信网络。车联网系统技术主要采用车载传感器和GPS卫星定位系统采集车辆信息，是一个利用无线通信、信息采集和传输技术将车载工具、交通基础设施和交通管理人员相结合后形成智能化的新型移动互联网络，一定程度上实现增值服务，信息管理和移动通信的综合应用，提高道路交通效率与驾驶安全舒适性，满足车载环境中的用户的服务质量和娱乐需求。

车载网络是以车内网络，车际网络和移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交换标准，实现车辆互联（V2V），人车互联（V2M），道路与车辆互联（V2R）甚至汽车和互联网连接（V2I）， 实现智能交通管理，智能动态信息服务和车辆智能控制的综合网络。车辆互联通信需要一个能使汽车互相传递包括速度、位置、驾驶方向、剎车等信息的无线网络，告诉对方车辆自己在做什么。V2V技术使用的是由类似FCC和ISO的机构设立的专用短程通信(DSRC)标准，同时也可以称其为成WiFi网络，原因是在这个通信标准中可能使用到5.9GHz的频率，这这个频率恰好也是WiFi使用的频率。不过从更严格的角度来说，DSRC是一个类WiFi网络，它的最高有效覆盖范围可以达到300米。平均网络中5-10个节点的跳跃就能获取实际道路上一英里外的交通信息，这使得绝大多数驾驶者能够用有足够的应对时间去面对交通状况。