车载自组织网络MAC层多信道传输机制研究
本文选题：车载自组织网络 + IEEE1609.4 ； 参考：《南京邮电大学》2015年硕士论文
【摘要】：车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)能够改善拥挤的城市交通环境,减少交通事故发生,是实现智能交通的重要手段。为了促进VANET的快速发展和应用,国际标准化组织先后颁布的IEEE802.11p和IEEE1609系列标准规范了车载环境无线接入的系统架构和工作模式。标准中划分的控制信道和业务信道可以分别用来传输安全消息、控制消息和娱乐服务消息等,然而IEEE1609.4标准对消息的多信道传输机制描述中存在一些弊端,缺乏对网络环境的灵活适应,因此需要优化改进多信道传输,提升信道传输性能。本文主要从信道传输机制和时隙分配两个方面进行深入研究,完成的主要工作如下:首先,研究了控制信道和业务信道交替切换的多信道工作模式。针对信道传输起始所产生的同步冲突问题,通过一种控制/业务信道传输调整方案,在控制信道上确保安全消息优先发送,并对业务信道进行预约,保证了业务信道的无竞争接入;另外在控制信道传输时隙研究了一种自适应信道负载分散算法,使节点能根据当前信道拥挤状况决定是否立即发送消息,使用Esti Net车联网仿真软件进行仿真,仿真结果表明该算法能有效缓解同步冲突,提高各类消息的包转发率并减少传输时延。其次,针对IEEE1609.4标准中规定的固定信道切换周期不适合网络环境快速变化的VAENT这一问题,研究了信道传输时隙能够灵活调整的最优时隙分配算法。该算法通过构建二维马尔科夫链模型分析节点竞争信道的过程,推导出最优时隙分配的理论计算方程,最优时隙长度可以根据节点密度和业务数据包大小进行动态调整,对理论模型和仿真结果分析发现,最优时隙分配可以在保证安全消息可靠传输的前提下,使业务信道获得更高的吞吐量和包转发率,相比原协议的性能有了明显的提升。
[Abstract]:Vehicular Ad-hoc Network (VANET) can improve the crowded traffic environment and reduce traffic accidents. It is an important means to realize intelligent transportation. In order to promote the rapid development and application of VANET, the IEEE802.11p and IEEE1609 series standards issued by the International Organization for Standardization have standardized the system architecture and working mode of wireless access in vehicle environment. The control channel and traffic channel in the standard can be used to transmit security message, control message and entertainment service message respectively. However, there are some disadvantages in the description of multi-channel transmission mechanism of message in IEEE1609.4 standard. Due to the lack of flexible adaptation to the network environment, it is necessary to optimize the multi-channel transmission and improve the channel transmission performance. In this paper, the channel transmission mechanism and slot allocation are studied in detail. The main work is as follows: firstly, the multi-channel operation mode of alternate switching between control channel and traffic channel is studied. In order to solve the problem of synchronization conflict caused by channel transmission initiation, a control / traffic channel transmission adjustment scheme is proposed to ensure that security messages are sent first on the control channel, and the traffic channel is reserved. In addition, an adaptive channel load dispersion algorithm is studied in the control channel transmission slot, which enables nodes to decide whether to send messages immediately according to the current channel congestion. The simulation results show that the proposed algorithm can effectively reduce the synchronization conflict, improve the packet forwarding rate and reduce the transmission delay of all kinds of messages. Secondly, aiming at the problem that the fixed channel switching period specified in the IEEE1609.4 standard is not suitable for the VAENT which changes rapidly in the network environment, the optimal slot allocation algorithm, which can be flexibly adjusted for channel transmission time slots, is studied. By constructing a two-dimensional Markov chain model to analyze the process of node competition channel, the theoretical calculation equation of optimal slot allocation is derived. The optimal slot length can be dynamically adjusted according to node density and service packet size. The theoretical model and simulation results show that the optimal slot allocation can make the traffic channel gain higher throughput and packet forwarding rate under the premise of secure message reliable transmission. Compared with the original protocol, the performance of the optimal slot allocation protocol is obviously improved.
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495
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，本文编号：1877102
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