基于DSRC的車(chē)聯(lián)網(wǎng)性能分析.pdf

1、伴隨著道路安全逐漸引起大眾的高度重視，車(chē)聯(lián)網(wǎng)的安全應(yīng)用越來(lái)越得到普及。但是安全報(bào)文較高的及時(shí)性和準(zhǔn)確性要求，使得現(xiàn)有的很多協(xié)議無(wú)從滿(mǎn)足。而當(dāng)下比較流行的DSRC協(xié)議棧恰好可以解決車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的QoS問(wèn)題。本文的目的就是為 DSRC協(xié)議棧提出一個(gè)準(zhǔn)確且高效的分析模型，重點(diǎn)在DSRC的數(shù)據(jù)鏈路層。期望通過(guò)該模型來(lái)得到影響網(wǎng)絡(luò)性能的參數(shù)，進(jìn)而可以通過(guò)調(diào)整這些參數(shù)來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)性能，最終更好地滿(mǎn)足安全應(yīng)用的需求。
　　由于DSRC協(xié)議棧在其 M

2、AC子層使用的是 EDCA機(jī)制進(jìn)行信道接入控制，而EDCA機(jī)制又是在DCF機(jī)制的基礎(chǔ)上加入了多級(jí)隊(duì)列分級(jí)思想的。所以本文首先介紹了一個(gè)既有的基于 DCF機(jī)制的二維 Markov模型，并在該Markov的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列網(wǎng)絡(luò)性能的分析。以上述Markov模型為基礎(chǔ)，本文基于EDCA機(jī)制提出了兩個(gè)Markov模型：退避窗口變化的二維Markov模型和連續(xù)時(shí)隙轉(zhuǎn)移的一維Markov模型。在這兩個(gè)Markov模型的基礎(chǔ)上，主要通過(guò)數(shù)學(xué)公式的推

3、導(dǎo)來(lái)得到理論分析上的節(jié)點(diǎn)吞吐量和節(jié)點(diǎn)單跳時(shí)延。首先可以由兩個(gè)Markov模型得到節(jié)點(diǎn)的平均碰撞概率和發(fā)包概率。然后本文將分為兩種情況來(lái)討論最終的節(jié)點(diǎn)吞吐量和單跳時(shí)延，分別為節(jié)點(diǎn)飽和發(fā)包情況以及非飽和發(fā)包情況。對(duì)于飽和發(fā)包情況，首先根據(jù)吞吐量的定義來(lái)計(jì)算吞吐量，即單位時(shí)間內(nèi)節(jié)點(diǎn)發(fā)包大小。然后可以由吞吐量反向計(jì)算出節(jié)點(diǎn)單跳時(shí)延；對(duì)于非飽和發(fā)包情況，首先根據(jù)單跳時(shí)延特性計(jì)算出單跳時(shí)延，以此為基礎(chǔ)再計(jì)算出節(jié)點(diǎn)吞吐量。
　　為了驗(yàn)證上述模型

4、的正確性，本文根據(jù)仿真來(lái)得到 EDCA機(jī)制下系統(tǒng)的表現(xiàn)情況，通過(guò)對(duì)比和參數(shù)調(diào)整，便可證明本文提出的模型的正確性。在仿真過(guò)程中，通過(guò)對(duì)每種參數(shù)進(jìn)行多次的生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛯?shí)驗(yàn)，來(lái)盡量減少仿真結(jié)果的隨機(jī)性，保證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　通過(guò)理論模型分析和仿真實(shí)驗(yàn)，最終驗(yàn)證了本文提出的模型的準(zhǔn)確性。理論分析數(shù)據(jù)和仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合。本文提出的理論分析模型得出的網(wǎng)絡(luò)性能主要受EDCA參數(shù)集的AIFS、最小退避窗口和最大退避窗口的影響。網(wǎng)絡(luò)性能