基于协作的车载自组织网络MAC协议研究

来源 :厦门大学 厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nian11
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
汽车在给人们的生活带来便利的同时,也带来了安全隐患、道路拥堵、资源浪费和环境污染等严重的问题。车载自组织网络通过为车辆之间、车辆与基础设施之间和车辆与行人之间提供及时可靠的通信服务,达到减少交通事故,提高道路运行效率,改善驾驶体验等目的。因此,车载自组织网络具有很强的实用性和巨大的商业潜力,已经吸引了国内外许多高校、科研机构和汽车制造商等的目光。  与其它自组织网络相比,车载自组织网络具有节点运动速度快、拓扑频繁变化和无线链路质量差等特点,这些特点给信息的传输和资源分配造成了很大的困难。另外,车载网可以提供各种不同类型的应用,这些应用对QoS的要求又有着很大的差异。因此,在车载自组织网络中设计高效可靠的MAC协议成为了一个很重要的研究方向。另一方面,协作通信已经被证明是一种有效的对抗信道衰落,提高传输可靠性的方法。由于无线信道具有广播特性,源节点在发送数据的时候,中继节点也能够收到来自源节点的信号,如果它将这一信息加以处理后,转发给目的节点,目的节点就能够收到来自源节点和中继节点的多路信号,从而获得空间增益,提高传输可靠性。本文将协作通信引入MAC协议设计,针对车载网中的信息传播容易受到无线信道质量不稳定的影响这一根本性问题,提出了几种基于协作的MAC协议。具体说来,本文的主要内容包括以下几个方面:  1.由于车载网络中无线信道很不稳定,安全信息的传输容易受到影响,同时不同种类的应用具有不同的QoS要求。为了加强安全信息传输的可靠性,同时满足其它应用的QoS要求,在DSRC多信道模型下,提出了一个基于分簇的多信道协作MAC协议(MCC-MAC)。该协议针对不同的消息类型采用不同的信道接入方式。具体而言,为了保证安全信息的传输时延,该协议采用TDMA方式在簇内进行传输;而对非安全信息,则采用CSMA/CA方式接入信道。当有簇成员没有接收到簇头的广播消息时,其它簇成员可以在空闲时隙上帮助转发该消息,这大大提高了安全消息的传输可靠性。接下来,又对安全消息的接收成功率和时延进行了理论分析。最后,在NS-2平台上对MCC-MAC进行了仿真,并将仿真结果与现有协议进行了对比。理论分析及仿真实验表明该协议不仅提高了安全信息的接收成功率,同时满足了其它应用的QoS要求。  2.针对安全消息的单跳广播容易受到无线信道衰落影响的问题,提出了一种基于重传的单跳协作广播协议(CB-TDMA)。具体而言,该协议通过采用协作广播的方式,有效地提高了每次重广播的接收成功率,并且减少了重广播的次数,降低了消息的平均时延。另外,对安全消息的接收成功率和平均时延进行了理论分析,并用MATLAB对分析结果加以验证,结果表明CB-TDMA协议在提高广播可靠性的同时,降低了平均时延。  3.为了加快安全信息的传输速度,同时增强信息的传输可靠性,提出了一种基于协作的多跳广播协议(MCB)。具体而言,MCB协议在每一跳上都选择距离发送节点最远的下一跳节点,以减小消息的传输时延;同时,为了保证传输的可靠性,在每一跳范围内,再选择一个协作节点进行重广播,网络中的每个节点都能够收到来自中继链路和协作链路的两路信号。另外,在NS-2平台上对该协议进行了仿真,并将仿真结果与现有协议进行了对比,表明该协议不仅提高了信息的传输可靠性,同时达到了较好的时延。
其他文献
期刊
期刊
期刊
期刊
随着移动机器人、城市无人机、自动驾驶汽车等智能设备的快速发展,这类设备移动的安全问题也越来越受到人们重视,街景图像分割作为指导设备移动的关键技术,吸引了越来越多的
期刊
期刊
南水北调中线一期工程天津干线保定市2段输水箱涵是国家重点工程南水北调组成部分,工程建设要求高、建设工期紧。通过长距离输水箱涵建筑物施工技术研究,提高箱涵模板周转频次,
期刊
物联网是近些年来日渐成熟的一种新兴技术,它伴随着云计算、大数据、互联网技术已经成为现如今第三次信息产业浪潮。在应用于物联网众多识别技术当中,射频识别技术无疑是现如