基于博弈論的車載自組網(wǎng)MAC層混合協(xié)議的研究.pdf

1、車載無線自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad Hoc Networks，VANET)是一種應(yīng)用于交通領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境動態(tài)變化的無線自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad Hoc Network)。由于VANET網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點移動速度快、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化等特征，設(shè)計可靠的、高效的通信協(xié)議是VANET網(wǎng)絡(luò)中具有挑戰(zhàn)性的研究課題，其中介質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議是通信協(xié)議中最為重要的關(guān)鍵協(xié)議之一。本文將對VANET網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議進行深入細致的研究。
　　

2、MAC協(xié)議是VANET網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)協(xié)議，它提供有效的調(diào)度機制為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點分配有限的無線信道資源。其性能的好壞對無線信道的利用率和整個網(wǎng)絡(luò)性能起著至關(guān)重要的作用。要將VANET網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于城區(qū)環(huán)境，由于城區(qū)環(huán)境相對復雜，節(jié)點要在有限的時間內(nèi)接入網(wǎng)絡(luò)將會造成更大的沖突，傳統(tǒng)接入?yún)f(xié)議的性能表現(xiàn)難以滿足城區(qū)環(huán)境下車載通信網(wǎng)絡(luò)對信道接入機制提出的要求，本文研究了應(yīng)用于VANET中的MAC協(xié)議，主要貢獻及創(chuàng)新點如下:
　　 1、針對V

3、ANET網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化和資源分配不公平的現(xiàn)象，本文提出了基于非完全合作博弈方法的混合MAC協(xié)議GH-MAC。在此方法中，首先根據(jù)VANET網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點對信道資源的競爭特性，提出多節(jié)點競爭信道的非完全合作博弈模型，然后根據(jù)博弈的納什均衡解自適應(yīng)調(diào)整競爭參數(shù)（最小競爭窗口）。最后，依據(jù)合理的時隙分配算法，形成在高負載時采用TDMA時隙分配方式接入信道，在低負載時采用基于博弈方法的競爭接入機制。
　　 2、利用交通仿真軟件Ude

4、l Models搭建了城區(qū)環(huán)境車輛仿真場景，使車輛節(jié)點的移動受拓撲環(huán)境的約束，較真實的模擬了城區(qū)環(huán)境車輛的運動軌跡。并進一步結(jié)合網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS2實現(xiàn)了NS2與Udel Models的聯(lián)合仿真。使用NS2網(wǎng)絡(luò)仿真工具對相關(guān)設(shè)計方案進行了仿真性能評估。以仿真數(shù)據(jù)為依據(jù)，從信道利用率、丟包、公平性和吞吐量四個方面對改進的混合型接入?yún)f(xié)議進行性能評估。結(jié)果表明，基于非完全合作博弈的混合型接入?yún)f(xié)議無論是在高負載還是低負載條件下都具有較高的信道利用