基于車用無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的多信道MAC協(xié)議研究.pdf

1、車用無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)（VANET）的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供開放的公共交通安全服務(wù)，同時(shí)提高車輛駕駛的舒適性和高效性。為了規(guī)范其技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE成立了IEEE802.11p和IEEE1609工作組，專為VANET制定協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。在IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn)中，信道被分為控制信道和業(yè)務(wù)信道，前者用于傳輸安全信息和控制信息，而后者則用于傳輸與安全信息無(wú)關(guān)的增值業(yè)務(wù)。
　　IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn)采用了固定長(zhǎng)度的控制信道（CCH）

2、時(shí)隙和業(yè)務(wù)信道（SCH）時(shí)隙，這種設(shè)計(jì)導(dǎo)致在網(wǎng)絡(luò)擁擠的環(huán)境下，定長(zhǎng)的CCH時(shí)隙無(wú)法提供足夠的帶寬來(lái)傳輸大量的安全及控制信息。另一方面，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)較少時(shí)，控制信道得不到充分利用，而此時(shí)需要傳輸大流量應(yīng)用數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)信道受到了帶寬的限制。業(yè)界亟待研究CCH與SCH信道資源的協(xié)同與優(yōu)化分配技術(shù)，在保證可靠、實(shí)時(shí)傳遞安全信息的前提下，大幅度提升業(yè)務(wù)信道的傳輸性能。
　　針對(duì)IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn)中存在的不足，本文研究了VANET控制信道

3、與業(yè)務(wù)信道的協(xié)同技術(shù)，設(shè)計(jì)了可變CCH時(shí)隙的控制信道介質(zhì)訪問控制（VCI MAC）協(xié)議。VCI MAC協(xié)議繼承了IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn)中的CCH時(shí)隙和SCH時(shí)隙劃分策略，但具有以下兩點(diǎn)創(chuàng)新：1）提供了業(yè)務(wù)信道的無(wú)競(jìng)爭(zhēng)訪問，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的優(yōu)化調(diào)度；2）采用可變的CCH時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)了CCH和SCH時(shí)長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置。通過(guò)理論建模和仿真分析可以發(fā)現(xiàn)，VCI MAC協(xié)議比IEEE1609.4定義的MAC協(xié)議能夠獲得更高的飽和吞吐量和更低的數(shù)據(jù)包延

4、時(shí)。
　　本文在VCI MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上還設(shè)計(jì)了提供優(yōu)先級(jí)服務(wù)的Q-VCI MAC協(xié)議。Q-VCI MAC協(xié)議側(cè)重于提供業(yè)務(wù)信道上的QoS保證，它與VCI MAC協(xié)議相比主要有兩點(diǎn)不同：1）節(jié)點(diǎn)在WSA時(shí)隙競(jìng)爭(zhēng)對(duì)業(yè)務(wù)信道的訪問時(shí)，不同優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)會(huì)被賦予不同的最小競(jìng)爭(zhēng)窗口值；2）在不同質(zhì)量的業(yè)務(wù)信道上，節(jié)點(diǎn)所能獲得的最高信道訪問速率進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)置，將高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)分配到傳輸速率較高的信道上去。通過(guò)理論推導(dǎo)和仿真分析，可以看出Q-