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

1、近年來(lái),車載自組網(wǎng)(Vehicle Ad Hoc Network,簡(jiǎn)稱VANET)引起世界各國(guó)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(shí)延低于100ms,數(shù)據(jù)包接收率達(dá)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)取Ｈ欢?傳統(tǒng)的交通安全信息廣播機(jī)制不能很好滿足交通安全信息傳輸需求。因此,如何針對(duì)車載

2、環(huán)境,提升傳統(tǒng)交通安全信息廣播機(jī)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(duì)交通安全信息的可靠快速傳輸需求,對(duì)車載自組網(wǎng)交通安全信息傳輸廣播機(jī)制進(jìn)行深入研究和分析,找出其中存在的問(wèn)題,并提出相應(yīng)的改進(jìn)機(jī)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(jī)制,對(duì)各種機(jī)制的設(shè)計(jì)思想、機(jī)制設(shè)計(jì)方案以及機(jī)制優(yōu)缺陷進(jìn)行探討。重點(diǎn)對(duì)IEEE802.11協(xié)議中的廣播機(jī)制進(jìn)行研究,其在交通安全信息傳輸中

3、的問(wèn)題主要包括隱藏站點(diǎn)和暴露站點(diǎn)問(wèn)題、數(shù)據(jù)幀確認(rèn)問(wèn)題以及競(jìng)爭(zhēng)窗口固定調(diào)整問(wèn)題。
　　 第二,針對(duì)IEEE802.11 MAC協(xié)議的競(jìng)爭(zhēng)窗口固定調(diào)整問(wèn)題提出一種車輛密度自適應(yīng)的交通安全信息廣播機(jī)制(Vehicle Density.Adaptive Broadcast,VDAB)。VDAB機(jī)制主動(dòng)采集和預(yù)估車輛節(jié)點(diǎn)密度,再根據(jù)車輛節(jié)點(diǎn)密度對(duì)802.11 MAC層的信道競(jìng)爭(zhēng)窗口進(jìn)行動(dòng)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(duì)VDAB機(jī)制進(jìn)行性能分析。仿真實(shí)驗(yàn)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(shí)延不斷增加。但在車輛密度增大時(shí),VDAB機(jī)制較標(biāo)準(zhǔn)802.11 MAC機(jī)制數(shù)據(jù)包平均接收率提升約10%,平均時(shí)延下降約15%;當(dāng)傳輸距離增加時(shí),VDAB數(shù)據(jù)包平均接收率較標(biāo)準(zhǔn)802.11 MAC機(jī)制提升約5%:隨著車輛狀態(tài)信息產(chǎn)生頻率增加,VDAB機(jī)制