面向交通安全信息傳輸?shù)能嚶?lián)網(wǎng)MAC機制研究.pdf

1、近年來,車載自組網(wǎng)(Vehicle Ad Hoc Network,簡稱VANET)引起世界各國政府、學(xué)術(shù)界以及工業(yè)界的廣泛關(guān)注。交通安全信息傳輸是車載自組網(wǎng)中一種重要的應(yīng)用。許多交通安全應(yīng)用需要交通安全信息的傳輸時延低于100ms,數(shù)據(jù)包接收率達到90％以上。各類交通安全應(yīng)用都需要交通安全信息傳輸作為基本保障,如緊急剎車預(yù)警信息傳輸、車道變換信息傳輸?shù)?。然?傳統(tǒng)的交通安全信息廣播機制不能很好滿足交通安全信息傳輸需求。因此,如何針對車載

2、環(huán)境,提升傳統(tǒng)交通安全信息廣播機制性能,盡可能滿足交通安全信息傳輸要求是非常必要的。本文針對交通安全信息的可靠快速傳輸需求,對車載自組網(wǎng)交通安全信息傳輸廣播機制進行深入研究和分析,找出其中存在的問題,并提出相應(yīng)的改進機制。本文主要完成以下工作:
　　 第一,分析和研究車載自組網(wǎng)交通安全信息廣播機制,對各種機制的設(shè)計思想、機制設(shè)計方案以及機制優(yōu)缺陷進行探討。重點對IEEE802.11協(xié)議中的廣播機制進行研究,其在交通安全信息傳輸中

3、的問題主要包括隱藏站點和暴露站點問題、數(shù)據(jù)幀確認問題以及競爭窗口固定調(diào)整問題。
　　 第二,針對IEEE802.11 MAC協(xié)議的競爭窗口固定調(diào)整問題提出一種車輛密度自適應(yīng)的交通安全信息廣播機制(Vehicle Density.Adaptive Broadcast,VDAB)。VDAB機制主動采集和預(yù)估車輛節(jié)點密度,再根據(jù)車輛節(jié)點密度對802.11 MAC層的信道競爭窗口進行動態(tài)調(diào)節(jié),使得802.11 MAC層能夠更加適應(yīng)車載環(huán)

4、境交通安全信息的傳輸要求。
　　 第三,對VDAB機制進行性能分析。仿真實驗結(jié)果表明,隨著車輛密度、傳輸距離和車輛狀態(tài)信息產(chǎn)生頻率的增加,交通安全信息的成功接收率不斷下降,而傳輸時延不斷增加。但在車輛密度增大時,VDAB機制較標(biāo)準(zhǔn)802.11 MAC機制數(shù)據(jù)包平均接收率提升約10%,平均時延下降約15%;當(dāng)傳輸距離增加時,VDAB數(shù)據(jù)包平均接收率較標(biāo)準(zhǔn)802.11 MAC機制提升約5%:隨著車輛狀態(tài)信息產(chǎn)生頻率增加,VDAB機制