05-杨涛-车联网中V2I通信协议跨层优化技术研究-湖南理工学院.doc

湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划 项　 目　 申　 报　 表 项目名称: 车联网中V2I通信协议跨层优化技术研究 学校名称 湖南理工学院 学生姓名 学 号 专 业 性 别 入 学 年 份 杨涛 14112220272 电子信息工程 男 2011年 李昱明 14112220249 电子信息工程 男 2011年 尹世强14112220274 电子信息工程 男 2011年 陈培37 电子信息工程 男 2011年 丁瑞丰14122222186 电子信息工程 男 2012年 指导教师 彭鑫 职称 讲师 (博士) 项目所属 一级学科 信息与通信工程 学生曾经参与科研的情况 项目主持人和团队成员积极参与国家自然科学基金、湖南省自然科学基金和湖南省教育厅重点项目。协助老师完成相关课题实验多项。现已熟练掌握CC2430物联网开发套件和NS2网络仿真平台，具备了常用物联网网络协议和算法的仿真能力。 主持人杨涛获2013年校级电子技能竞赛《有源滤波器的设计（C2013年省级挑战杯《基于Zigbee和嵌入式Web的智能婴儿监护系统》三等奖；2013年湖南理工学院挑战杯大学生课外学术科技研究《基于无线射频技术的智能电子称设计》校级三等奖。 李昱明：2013年全国大学生电子设计竞赛射频宽带放大器（D题）二等奖TFDM和FPGA的模型飞机航拍系统》校级二等奖；2013年省级挑战杯《基于Zigbee和嵌入式Web的智能婴儿监护系统》三等奖。 尹世强：2013年全国大学生电子设计竞赛《简易频率特性测试仪（E题）》省级三等奖； 2013年湖南理工学院电子设计竞赛《数控直流稳压电源》校级一等奖； 2013年湖南理工学院挑战杯大学生课外学术科技研究《基于TFDM和FPGA的模型飞机航拍系统》校级二等奖；2013年湖南理工学院挑战杯大学生课外学术科技研究《基于STM32和Zigbee的智能宿舍管理系统》校级三等奖。 （C2013年全国大学生电子设计竞赛《简易频率特性测试仪（E题）》省级三等奖2013年湖南理工学院挑战杯大学生课外学术科技研究《基于无线射频技术的智能电子称设计》校级三等奖。 丁瑞丰曾获湖南理工学院2012年信息员先进个人2013年院三好学生以及2013年国家励志奖学金参加大学生程序竞赛获得省级三等奖。[1] 主持国家自然科学基金“多接口车联网可变带宽信道分配算法研究” [2] 主持湖南省自然科学基金“基于拓扑结构的车载自组网动态信道分配策略研究”(14JJ3130) [3] 主持湖南省教育厅重点项目“多信道车联网动态频谱分配关键技术研究”(12A057) [4] 参与国家自然科学基金“基于程序分析方法的Web安全研究” 项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题 研究实验目标： 本项目研究车联网V2I(Vehicle to Infrastructure)通信的QoS(Quality of Service)分析模型、MAC层策略及基站端的移动管理机制，提升车联网V2I通信系统的QoS。研究和实验的具体目标包括： (1) 建立面向V2I通信模式的仿真模型，提出V2I通信的QoS评价策略； (2) 根据城市道路环境和车辆运动特点，建立基站的信标广播策略，及其交通路况探测与传播方法； (3) 根据V2I下行通信的特点，研究车辆的高速运动对基站的服务稳定性影响机理，研究基站端的移动管理机制； (4) 针对车辆通信的“携带-转发”特点，提出路由路径长短的度量机制及其MAC层支撑技术； 通过本项目的研究，课题组将进一步探索车联网V2I通信的若干理论问题，为V2I通信系统原型提供参考。实验项目的实施可有效提升项目团队的创新实践能力，强化我院的实践教学水平，对推动我省物联网产业及相关信息服务业的发展具有显著意义。 研究内容： 车联网V2I通信的QoS保证问题为实验项目的研究带来了新的挑战和机遇，从评价尺度、转发决策到MAC支撑等方面都需要进一步优化，许多关键问题仍然有待解决。具体来说，本实验项目的研究内容有： (1) 分析与V2I传输相关的网络因素和解决方法，包括车流量密度、车辆速度、行驶方向和地图信息等 传统无线自组网路径长度的度量尺度已不能满足车联网通信的实际情况，需要建立新的路径转发开销评价机制，以及源节点和中继节点的实时路况获取机制和链路状况查询机制，从而形成一种跨层的消息转发决策过程。 (2) 设计车联网V2I通信协议结构框架和工作模式，对涉及MAC层信道接入的关键问题进行分析 在车联网V2I通信模式中，由于消息的汇聚在近基站端存在信道争用问题。为了维持基站服务的稳定性，移动管理机制研究是不可或缺的，移动管理为MAC协议的研究提供了良好的基础。 (3) 对基站的