車輛自組織網(wǎng)絡(luò)接入?yún)f(xié)議研究.pdf

1、隨著高速公路的發(fā)展和汽車數(shù)量的增長，交通事故日益增多，帶來了巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，提高出行安全勢在必行。車輛自組織網(wǎng)絡(luò)（Vehicular Ad-Hoc Network,VANET）就是在這樣的情況下應(yīng)運(yùn)而生，引起學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的密切關(guān)注。車輛自組織網(wǎng)絡(luò)是由行駛在道路上的車輛和布置在道路兩旁的路邊設(shè)備以Ad Hoc方式組建的網(wǎng)絡(luò)，車輛和路邊設(shè)備將收集到的信息在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行交互和共享，在保障出行安全的同時，提供娛樂和互聯(lián)網(wǎng)接入等服務(wù)。

2、
　　本文工作主要集中在車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的媒體接入控制層，旨在提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院托诺赖睦寐?。首先概述了車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的通信架構(gòu)和研究現(xiàn)狀，詳細(xì)分析了車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點以及面臨的挑戰(zhàn)。然后對車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)專用短距離無線通信協(xié)議（Dedicated Short Range Communication，DSRC）進(jìn)行了介紹，主要包含負(fù)責(zé)上層標(biāo)準(zhǔn)的IEEE1609.1~1609.4協(xié)議和負(fù)責(zé)底層標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.

3、11p協(xié)議。
　　對IEEE802.11p采用的增強(qiáng)型分布式接入控制（Enhanced Distribution Channel Access，EDCA）機(jī)制進(jìn)行了研究。詳細(xì)研究了EDCA的工作機(jī)制，針對EDCA機(jī)制中優(yōu)先級劃分不嚴(yán)格，不能滿足車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求的問題，對車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)重新劃分優(yōu)先級。根據(jù)重新劃分的優(yōu)先級提出了一種改進(jìn)算法A-EDCA，該算法主要通過調(diào)整競爭窗口的取值范圍，保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)接入信道等待

4、的時間短于低優(yōu)先級業(yè)務(wù)接入信道等待的時間，以此來保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的絕對優(yōu)先級，從而達(dá)到保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的目的。并在NS-2仿真平臺驗證提出的算法，仿真結(jié)果表明該算法能夠有效地提高高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
　　對傳統(tǒng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的MAC協(xié)議進(jìn)行了劃分，并對車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中MAC協(xié)議的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。基于傳統(tǒng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的研究成果，本文設(shè)計了一種基于競爭預(yù)約時隙的TDMA算法，稱之為C-T-MAC。該算法通過引入

5、協(xié)作通信的概念，使其能夠適用于車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的特殊應(yīng)用場景。當(dāng)源節(jié)點和目的節(jié)點信息傳輸失敗之后，源節(jié)點和目的節(jié)點共同通信范圍內(nèi)的節(jié)點，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中時隙占用情況選擇一個空閑的時隙作為協(xié)作時隙，發(fā)送協(xié)作請求。目的節(jié)點根據(jù)接收到的協(xié)作信息，按照相應(yīng)的準(zhǔn)則選定協(xié)作節(jié)點之后，在協(xié)作時隙中發(fā)送確認(rèn)信息，協(xié)作節(jié)點傳輸緩存中的信息，開啟協(xié)助通信。該算法主要通過利用鄰節(jié)點和空閑時隙提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和可靠性。并在NS-2仿真平臺上實現(xiàn)該算法并驗證算法的性能。