基于图论的认知车载网络频谱分配算法的设计与研究开题报告

全文总字数：3850字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

随着我国国民经济的飞速增长，交通运输体系扮演着越来越重要的角色。政府对交通运输体系的投资力度使得基础交通设施的建设规模和速度快速增长，交通网络覆盖面进一步扩大。同时，汽车控制技术在汽车上越发成熟，传感器和电控单元的数目越来越多，系统之间交换信息所需要的导线数目随之增加，并且增加了线束查找难度和汽车制造成本。为了解决这个问题，“车载网络”一词被提出。

与之并存的是交通业的飞速发展和人民生活水平日益提高，使得道路车辆数目激增，道路安全事故层出不穷，对于车载网络的安全性、可靠性以及可维护性等要求也越来越高。交通运输的信息化、智能化已成为现代化交通运输体系的发展方向。因此，车载网络成为智能交通系统的重要组成部分。

2. 研究的基本内容与方案

本课题是基于图论的认知车载网络频谱分配算法的设计与研究。为了解决车载网络中频谱缺乏的问题，就要通过认知无线电技术对授权频段不断进行感知，然后利用感知到的空闲频段进行通信，图论模型算法在认知无线电技术中可以进行频谱分配，即用图论经典算法或其改进算法进行求解。 由于每个高速移动中的车辆所感知的频谱可用性不仅与授权范围内的主用户信号有关，还与车辆的路径和速度有关。在高速公路上，考虑到车辆自己的运动和车辆之间的相互协作，可以使车辆得到更多的交通信息。首先，需要先设计相应的车载网络模型，车辆移动模型，信道使用模型。车辆网络模型：双向四车道模型，且每辆运动的车都配有GPS，这样可以准确提供车辆的位置、速度、方向等基本信息以及精准的时钟功能；车辆运动模型：在高速路上行驶的车辆在每条车道的中心线行驶，行驶方向为左或右，行驶时不改变方向和车道；信道模型：建立在频段为5.9GHZ的信道模型，其中大尺度衰落由理想模型和多径传播模型构成。然后，研究相应的频谱分配算法，最后利用MATLAB进行仿真，验证所提出的算法对车载网络中吞吐量的优化性能。

3. 研究计划与安排

（1）第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告；。

（2）第4－5周：翻译英文资料，学习matlab编程相关知识；

（3）第6－8周：设计相应的网络场景，构建出网络模型，车辆移动模型、信道使用模型，设计优化问题，并且研究相关的车载网络中的频谱分配算法（图论算法等）。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王昭然, 谢显中, 赵鼎新. 车载自组织网络关键技术[j]. 电信科学, 2011, 27(1).

[2]singh k d , rawat p , bonnin j m . cognitive radio for vehicular ad hoc, networks (cr-vanets): approaches and challenges[j]. eurasip journal on wireless communications and networking, 2014, 2014(1):49.

[3] li m , zhao l , liang h . an smdp-based prioritized channel allocation scheme in cognitive enabled vehicular ad hoc networks[j]. ieee transactions on vehicular technology, 2017:1-1.