多載荷條件下VANET網絡接入協(xié)議研究.pdf

1、快速移動性與負載多樣性的約束條件對智能交通系統(tǒng)中車輛通信網絡的信道接入機制提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)接入協(xié)議的性能表現難以滿足新時期智能車輛通信網絡對信道接入機制提出的需求,因此必須在多種傳統(tǒng)信道分配方式的基礎上進行混合設計,使之能夠動態(tài)、自適應的針對多載荷與車輛移動性進行信道的優(yōu)化分配,實現在低負載條件下保持對信道的高效利用,高負載條件下保持網絡性能的穩(wěn)定與可靠,對節(jié)點的高移動性具有較強的魯棒性。
　　 針對以上問題,本文提出CSM

2、A與TDMA相融合的混合接入協(xié)議方案,將網絡的接入協(xié)議設計要求與上層的多載荷應用綜合考慮,通過合理的時隙規(guī)劃與信道接入規(guī)則設計,實現以網絡負載為控制因子的自適應調節(jié)機制。本文主要貢獻與創(chuàng)新點如下:
　　 (1)深入調研了多載荷條件下VANET網絡發(fā)展背景,分析了多載荷與快速移動性對無線信道接入協(xié)議的性能要求,詳細評估了CSMA與TDMA接入技術在相關交通通信網絡中的應用現狀,論證了兩者的性能特點與互補性,明確了接入協(xié)議設計所面臨

3、的問題與挑戰(zhàn)。
　　 (2)通過分布式時隙分配算法為節(jié)點進行初始化時隙分配并建立區(qū)域范圍內幀結構,設置計時器功能模塊,將CSMA競爭機制融入時隙中,采用退避機制區(qū)分節(jié)點優(yōu)先級,利用廣播競爭通告消息作為沖突解決方案。通過一系列功能模塊的設計與信道接入規(guī)則的制定,形成在高負載時傾向以時隙分配信道為主,低負載條件下以競爭接入信道為主的自適應接入機制。
　　 (3)根據VANET網絡應用的調研結果建立了高速公路環(huán)境下仿真場景,在

4、NS2網絡仿真軟件中對相關設計方案進行了仿真實現。以仿真數據為依據,從信道利用率、丟包率和網絡開銷三個方面對混合型接入協(xié)議進行性能評估。結果表明,混合型接入協(xié)議在由低到高的動態(tài)負載條件下均具有較高的信道利用率,雖然由于競爭機制的固有缺陷出現了少量的丟包,但是與傳統(tǒng)TDMA相比網絡開銷所占比例大大降低,提高了可用帶寬。與此同時,混合協(xié)議對節(jié)點速度的變化表現出了很高的穩(wěn)定性,表現更加均衡。最后通過輔助技術的仿真評估,對協(xié)議的進一步研究提供了