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车辆自组织网络（Vehicular Ad-hoc Network，VANET）是移动自组织网络(Mobile Ad-hoc Network，MANET)的一种，研究由车辆作为移动节点的自组织组网。在车辆网络中，为了提高交通安全和效率，需要交通状况的即时提醒，车辆间的即时协作等等，自组织方式组网通信比传统基于基础设施的组网方式更适用于这些场景，是车辆网络中的重要研究内容。 相比传统移动自组织网络，车辆网络对自组织组网提出了新的挑战。首先，车辆网络节点密度随时空有很大波动，造成网络连通性的变化，需要回答网络连通性和节点密度，通信半径的关系，从而可以预测连通度，为协议研究，网络部署提供决策依据。其次，车辆网络的节点相比传统自组织网络的节点具有更高的移动速度，使得拓扑变化剧烈，给网络资源的分配带来困难，需要研究适应高速移动场景的信道、链路、路由的分配和维护。还有，车辆网络的密度变化使其同时具高密度网络和时延容忍网络（Delay Tolerant Network，DTN）的特性，如何设计同时高效运行于这两种环境下的相关协议也是一个富有挑战性的难题。 本文针对这些新问题展开研究，获得了如下的成果。 1.利用渗透理论，分析车辆网络连通性，分别为高密度和低密度车辆网络建立了连通性和车辆密度、传输距离之间的数学关系。能够为车辆网络的部署，性能参数的选择，以及协议的设计提供理论指导。 2.针对车辆网络高速移动特性，提出基于道路拓扑的多信道分配策略。该策略利用道路拓扑不随节点移动的特性，避免了因为移动而产生的维护开销，适应高速移动的网络环境。 3.利用车辆网络硬件限制少的特性，放宽对网卡数目的限制，利用抽屉原理来保证网络连通的不变性，使多信道分配策略和路由策略可以保持层次独立性。在此基础上，设计了基于信道使用率的动态信道分配策略，能够高效的使用信道资源。 4.车辆网络节点密度分化，兼有高密度网络和DTN特性，高密度网络要求尽量消除数据分发中的冗余广播，而DTN则会导致冗余的分发。针对这一矛盾，设计利用Bloom Filter来记录分发历史的数据分发算法，能够携带转发消息的同时消除冗余的数据分发，在密度分化的网络环境中能够获得比传统方法更高的数据分发效率。 5.针对高密度网络中数据包发送冲突率高的问题，提出聚合数据流来分发数据，减少冲突的策略。通过实验验证聚合数据流提高性能的潜力，并设计通过限制转发节点使数据流被动聚合，算法开销小，不仅减少冲突，还能节约Hello消息消耗的网络资源。 以上成果涉及了车辆自组织网络组网的各个层次，可以归纳如下的方法和经验，为车辆网络的研究提供提供一些通用的思路。 寻找车辆网络中的不变量和稳定量。道路拓扑是不随移动变化的拓扑，围绕道路拓扑思考车辆网络问题往往能够简化问题。例如将渗透理论的模型映射到车辆网络，以及基于道路分配信道中，都利用了道路拓扑。 使用局部状态。在自组织环境中，无中心的结构为管理和协同带来困难，尽量使用局部状态而不是全局状态设计策略能够使其开销较低，适应动态环境。如本文中的基于信道使用率的多信道分配方法和通过限制转发节点来聚合数据流的分发策略都是只使用Hello消息在一跳范围内交互信息就达到了算法设计目的。 利用模糊集和软状态来降低高动态性的影响。车辆网络的高动态性引发的网络资源的分配和维护困难是车辆网络的主要困难之一。软状态是常用的处理高动态环境下的信息维护的手段，软状态往往对应不精确的信息。在适应密度分化的数据分发算法中使用了衰减的Bloom Filter数据结构来组织转发历史。 本文的工作并不是给出车辆自组织网络的完整的组网解决方案，但是在车辆自组织网络的几个关键难题上给出了新的探索，这些方法能够推动车辆自组织网络走向实用，并为以后的研究提供有价值的参考。