車載無線自組織網(wǎng)MAC協(xié)議研究.pdf

1、隨著人們生活水平不斷提高，在享受車輛帶來的方便快捷之余，人們希望汽車成為自己的“移動(dòng)信息中心”—實(shí)現(xiàn)信息獲取、遠(yuǎn)程辦公和各種娛樂應(yīng)用等，車載無線自組織網(wǎng)(VANET)應(yīng)運(yùn)而生。它不僅可以提供車載娛樂、實(shí)時(shí)導(dǎo)航、Internet接入等服務(wù)，而且還能傳遞輔助駕駛和事故告警等實(shí)時(shí)信息，使出行更安全、高效、舒適。
　　 本文以研究VANET多媒體業(yè)務(wù)(包含數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))服務(wù)質(zhì)量(QoS)為出發(fā)點(diǎn)，深入研究和分析了車載環(huán)境下MAC層采用IEE

2、E802.11協(xié)議傳輸多媒體業(yè)務(wù)的QoS性能，找出存在的問題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)機(jī)制，主要完成以下工作：
　　 第一、深入研究和分析了車載環(huán)境下采用標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11e EDCA機(jī)制傳輸多媒體業(yè)務(wù)QoS性能。研究發(fā)現(xiàn)，區(qū)分優(yōu)先級(jí)的EDCA機(jī)制增強(qiáng)了DCF機(jī)制在多媒體業(yè)務(wù)QoS方面的性能。但網(wǎng)絡(luò)處于重負(fù)載和車載節(jié)點(diǎn)相對高速移動(dòng)時(shí)，無法有效降低多媒體業(yè)務(wù)的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)，不能滿足多媒體業(yè)務(wù)QoS要求。
　　 第二、從MA

3、C層信道競爭窗口調(diào)節(jié)機(jī)制入手，提出ACW-EDCA自適應(yīng)競爭窗口調(diào)節(jié)機(jī)制。該機(jī)制根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)初始競爭窗口和當(dāng)前競爭窗口值，減少實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)信道接入時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)。仿真表明，ACW-EDCA在車輛處于相對靜止時(shí)較標(biāo)準(zhǔn)EDCA機(jī)制減少了約30％的平均時(shí)延、約25％的平均時(shí)延抖動(dòng)。但車輛高速移動(dòng)時(shí)，音、視頻業(yè)務(wù)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)性能較差。
　　 第三、針對ACW-EDCA機(jī)制在車輛節(jié)點(diǎn)高速移動(dòng)時(shí)，仍無法滿足音、視頻業(yè)務(wù)的QoS要求

4、，在ACW-EDCA機(jī)制基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了帶無線幀突發(fā)功能(WFB)的ACW-EDCA機(jī)制，即WFB+ACW-EDCA機(jī)制。該機(jī)制在站點(diǎn)獲得信道占用權(quán)時(shí)，連續(xù)傳輸多個(gè)短音頻幀，從而有效減小音頻業(yè)務(wù)的平均時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)。仿真表明，車輛處于相對靜止或相對高速移動(dòng)時(shí)，較標(biāo)準(zhǔn)EDCA協(xié)議減少了約40％的平均時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)。
　　 第四、針對ACW-EDCA機(jī)制以犧牲數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐量為代價(jià)，來提高音、視頻業(yè)務(wù)的QoS，在ACW-EDCA機(jī)

5、制基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了MAC層發(fā)送能力主動(dòng)通告機(jī)制(AN-EDCA)，即AN+ACW-EDCA機(jī)制。該機(jī)制根據(jù)發(fā)送站點(diǎn)MAC層發(fā)送能力動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)TCP層注入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量，從而提升數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平均吞吐量。仿真表明，在相對靜止和相對高速移動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平均吞吐量較標(biāo)準(zhǔn)EDCA協(xié)議約有30％的提升。
　　 第五、對NS2中標(biāo)準(zhǔn)EDCA仿真模塊進(jìn)行了研究和系統(tǒng)分析，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了本文提出的ACW-EDCA、WFB-EDCA和AN-EDC