针对车载自组织网络中移动车辆间的多跳数据传输,结合城市车辆移动特征,通过改进现有的BubbleRap路由机制,提出一种基于分布式学习的数据转发机制(DFDL)。该机制基于存储-携带-转发的消息传输模式,利用移动车辆间相遇时间间隔和相遇频率确定车辆的社区标签,并根据车辆运动的移动熵计算节点运动中心度。在转发过程中DFDL机制通过综合判断相遇车辆的社区标签以及运动中心度,为数据包消息选择合适的中继转发节点,实现远距离移动车辆间的多跳消息转发。实验结果表明,对于城市车辆移动场景,与BubbleRap路由机制相比,DFDL机制的消息投递率及平均投递延时性能明显提升。

针对表驱动路由协议应用于城市交通环境时所造成的网络拥塞问题,提出一种改进的区域路由协议。根据公交车运行线路固定和速度稳定的特点,构建以公交车节点作为簇头节点、普通车节点作为簇内节点的簇,在此基础上将区域路由协议引入到公交车骨干网中,通过主动路由和按需路由方式促进车辆节点的数据传输。仿真结果表明,与无线自组网按需平面距离矢量路由协议、目的序号距离矢量协议相比,该路由协议具有更低的传输时延、丢包率及路由开销。

在车载自组织网络中,由于车辆的高速移动性、速度及位置分布不规则等因素,易导致通信链路断开。为此,在分析总结车辆行驶特点的基础上,提出一种基于链路可靠性的路由优化方案,通过划分稳定通信距离、计算可用连接时间与创建最大链路重置处理机制,达到优化链路可靠性的目的。实验结果表明,与AODV及其他相关方案相比,该方案在提高链路可靠性和数据的传递效率以及降低链路断开次数等方面具有较好的效果。

车辆身份是车辆在可信中心的唯一合法标识,它直接关联车辆用户的信息,对车辆身份的匿名认证是用户隐私保护的一种体现。基于此,以无证书签名方案为基础,设计一种车载网络匿名身份认证协议。该协议无需证书管理且不存在密钥托管问题。对协议的安全性与性能进行分析,结果表明,该协议认证效率明显高于基于证书的认证协议与基于身份的认证协议,同时满足匿名性、不可否认性、相互认证性、条件隐私保护性及抗重放攻击性。

为研究节点移动方向、移动速度等因素对车载自组织网络(VANET)链路动态性的影响,通过限制实际VANET环境中的道路宽度和节点传播范围定义节点有效覆盖区域,建立链路动态分析模型,推导出链路持续时间及其累计分布函数的理论表达式。通过仿真实验对理论结果进行验证,得出理论计算与仿真数据吻合较好的结论,并表明节点移动速度、道路宽度和节点传播范围等因素对链路持续时间都有一定程度的影响,其中节点传播范围所占比重相对较大。

为解决车载控制器区域网络(CAN)设计时没有同时考虑实时性、安全性和可靠性等多维非功能属性的问题,提出一种集成优化模型,将可扩展性和带宽利用率作为模型的优化目标。在满足实时性、可靠性和安全性定量要求的前提下,通过为可扩展性和带宽利用率增加权重的方式实现两者的统一优化,进而对不同目标进行归一化,使得在同一个值域内实现权衡优化。在此基础上,融入信号打包思想,给出基于模拟退火的CAN系统多维非功能属性集成优化算法。在真实信号集和仿真信号集上的实验结果表明,与不考虑多维非功能属性的集成优化情况相比,该算法可获得较高的目标优化率。