车载以太网AVB数据传输时延特性数学模型研究

发布时间：2025-06-04 01:58

　　随着智能汽车的发展,车载网络带宽问题日益明显。为应对紧张的车载网络带宽资源,车载以太网成为当前车载网络发展的重要趋势之一。车载以太网普及的同时,也带来了现有车载网络协议数量的大幅增长,使得车载网络架构的设计与分析面临许多新问题,尤其在网络时延分析方面。因此,为提高车载以太网数据传输时延分析的准确性,本文以Ethernet AVB为研究对象,在AVB协议数学模型的基础上,通过Q强化学习方法拟合交换机处数据转发规则,建立两者相结合的车载以太网数据传输时延特性数学模型。论文主要研究工作如下:首先,进行相关协议理论（TCP/IP、AVB、TSN）研究。了解数据包的组成结构,理解车载以太网数据传输规则,并归纳总结AVB与“传统以太网”和TSN的区别和联系。其次,建立车载以太网数据传输时延数学模型。根据AVB协议中FQTSS队列转发规则,分析时延组成和影响因素,并据此建立协议数学模型。通过分析模型不足之处,创新采用Q强化学习方法拟合数据转发规则,建立基于Q强化学习的AVB数据传输时延智能体模型。同时,设计与开发基于该模型的时延特性分析软件。通过所建立的主体框架结构,形成对通讯场景、参数设置、计算结果...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内车载以太网研究现状
        1.2.2 国外车载以太网研究现状
    1.3 研究目的和意义
    1.4 本文主要研究内容
第二章 理论基础与模型建立
    2.1 Ethernet AVB协议
        2.1.1 IEEE802.1Qat(SRP)流预留协议
        2.1.2 IEEE802.1AS(g PTP)时间同步协议
        2.1.3 IEEE802.1Qav(FQTSS)时间敏感性流的转发与排队协议
        2.1.4 IEEE1722-2016(AVTP)AVB传输与控制协议
    2.2 AVB与“传统以太网”和TSN关系
        2.2.1 AVB与“传统以太网”关系
        2.2.2 AVB与 TSN关系
    2.3 时延影响因素与流量干扰情形分析
        2.3.1 车载以太网数据类别划分
        2.3.2 时延因素分析
        2.3.3 流量干扰情形数学模型
    2.4 AVB协议数学模型
        2.4.1 数学模型分析
        2.4.2 协议数学模型建立
    2.5 本章小结
第三章 模型优化与集成设计
    3.1 智能体理论
    3.2 Q强化学习优化算法
    3.3 基于Q强化学习的AVB数据传输时延智能体模型
    3.4 软件设计原理
        3.4.1 概要设计
        3.4.2 详细设计
    3.5 编码与软件集成
        3.5.1 编码
        3.5.2 通讯场景模块
        3.5.3 参数计算模块
        3.5.4 计算结果模块
    3.6 本章小结
第四章 仿真分析与实验验证
    4.1 仿真场景模型建立
    4.2 仿真测试分析
        4.2.1 交换机处转发时延分析
        4.2.2 环视系统路径时延仿真与分析
    4.3 试验台搭建
    4.4 数据报文分析
    4.5 软件测试验证
        4.5.1 主程序测试
        4.5.2 软件功能测试
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的科研成果



本文编号：4049146