車聯(lián)網(wǎng)緊急安全消息的多跳廣播協(xié)議研究.pdf

1、隨著機動車數(shù)量的增加，越來越多的交通事故給社會經(jīng)濟和生命安全帶來嚴重威脅，如何減少交通事故，避免車輛碰撞是車聯(lián)網(wǎng)安全應用中主要解決的問題。安全應用對無線通信的延遲和可靠性要求較高，而多跳廣播通信是實現(xiàn)高實時高可靠地傳輸消息的有效方式。
　　目前國內外學者做了大量相關工作，但是還存在以下幾點問題:已有的基于MAC層的廣播協(xié)議選擇中繼節(jié)點時，忽略傳輸速率和發(fā)射功率的影響，使中繼節(jié)點轉發(fā)能力過低，導致無法勝任轉發(fā)工作。以往交叉口處的廣播

2、沒有考慮真實交通環(huán)境的交通相位信息，如果選擇的中繼節(jié)點不是出道口的車輛，會增加了安全消息到達下一個路口的跳數(shù)和時間;現(xiàn)存交叉口處協(xié)議每選擇出中繼節(jié)點后廣播數(shù)據(jù)包，引起數(shù)據(jù)包冗余和廣播時延增大的問題;
　　針對上述問題，本文提出了直行道路上的有向廣播協(xié)議和交叉口處基于交通相位信息的多跳廣播協(xié)議，兩個協(xié)議都是基于BRTS/BCTS握手機制，該機制可以減輕隱藏終端，避免廣播風暴。協(xié)議主要的改進之處是:第一，選擇通信能力強的節(jié)點作為中繼節(jié)

3、點，即除考慮距離、速度、誤包率外，還考慮了發(fā)射功率和傳輸速率;第二，在交叉口處，采用串行回復BCTS的策略，確保每個分支路段都有一個節(jié)點回復BCTS，都能選出一個中繼節(jié)點，不僅保證安全消息在交叉口處分發(fā)的可靠性，還降低了安全消息的冗余度和廣播時延;第三，引入了象限的思想，根據(jù)交通相位信息建立交叉口相位矩陣，構建交叉口區(qū)域劃分的統(tǒng)一模型，通過在有效區(qū)域上選擇中繼節(jié)點，保證消息以最短的時間和最少的跳數(shù)傳輸?shù)较乱粋€交叉路口;最后，以九個交叉路

4、口的碰撞避免為例，模擬仿真本文提出的多跳廣播協(xié)議。結果表明，與傳統(tǒng)協(xié)議相比，本文協(xié)議中BCTS幀的碰撞次數(shù)、中繼選擇延遲和端到端延遲與CLBP對比后減少2.42％、2.40％和5.63％，IBSTP使每個路段的中繼節(jié)點都位于出道口，而AMB中繼節(jié)點位于出道口的數(shù)目小于等于路段數(shù)，廣播跳數(shù)與AMB相比每個交叉口最多減少6次，當車輛密度大于20veh/km時，IBSTP和AMB的數(shù)據(jù)接收成功率基本保持一致，在降低延遲的情況下，保證可靠性沒有