基于博弈論的車載自組網(wǎng)MAC層混合協(xié)議的研究.pdf

1、車載無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad Hoc Networks，VANET)是一種應(yīng)用于交通領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化的無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad Hoc Network)。由于VANET網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度快、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化等特征，設(shè)計(jì)可靠的、高效的通信協(xié)議是VANET網(wǎng)絡(luò)中具有挑戰(zhàn)性的研究課題，其中介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)協(xié)議是通信協(xié)議中最為重要的關(guān)鍵協(xié)議之一。本文將對(duì)VANET網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議進(jìn)行深入細(xì)致的研究。
　　

2、MAC協(xié)議是VANET網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)協(xié)議，它提供有效的調(diào)度機(jī)制為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分配有限的無(wú)線信道資源。其性能的好壞對(duì)無(wú)線信道的利用率和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能起著至關(guān)重要的作用。要將VANET網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于城區(qū)環(huán)境，由于城區(qū)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)要在有限的時(shí)間內(nèi)接入網(wǎng)絡(luò)將會(huì)造成更大的沖突，傳統(tǒng)接入?yún)f(xié)議的性能表現(xiàn)難以滿足城區(qū)環(huán)境下車載通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)信道接入機(jī)制提出的要求，本文研究了應(yīng)用于VANET中的MAC協(xié)議，主要貢獻(xiàn)及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 1、針對(duì)V

3、ANET網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化和資源分配不公平的現(xiàn)象，本文提出了基于非完全合作博弈方法的混合MAC協(xié)議GH-MAC。在此方法中，首先根據(jù)VANET網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)對(duì)信道資源的競(jìng)爭(zhēng)特性，提出多節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)信道的非完全合作博弈模型，然后根據(jù)博弈的納什均衡解自適應(yīng)調(diào)整競(jìng)爭(zhēng)參數(shù)（最小競(jìng)爭(zhēng)窗口）。最后，依據(jù)合理的時(shí)隙分配算法，形成在高負(fù)載時(shí)采用TDMA時(shí)隙分配方式接入信道，在低負(fù)載時(shí)采用基于博弈方法的競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制。
　　 2、利用交通仿真軟件Ude

4、l Models搭建了城區(qū)環(huán)境車輛仿真場(chǎng)景，使車輛節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)受拓?fù)洵h(huán)境的約束，較真實(shí)的模擬了城區(qū)環(huán)境車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡。并進(jìn)一步結(jié)合網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS2實(shí)現(xiàn)了NS2與Udel Models的聯(lián)合仿真。使用NS2網(wǎng)絡(luò)仿真工具對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了仿真性能評(píng)估。以仿真數(shù)據(jù)為依據(jù)，從信道利用率、丟包、公平性和吞吐量四個(gè)方面對(duì)改進(jìn)的混合型接入?yún)f(xié)議進(jìn)行性能評(píng)估。結(jié)果表明，基于非完全合作博弈的混合型接入?yún)f(xié)議無(wú)論是在高負(fù)載還是低負(fù)載條件下都具有較高的信道利用