基于DSRC的车载自组网QoS研究

发布时间：2017-07-06 12:17

  本文关键词：基于DSRC的车载自组网QoS研究

  更多相关文章： 车载自组网 专用短距离通信 网络服务质量 IEEE 802.11p

【摘要】：为了有效解决交通拥堵、交通安全等问题,国际上大力推广智慧交通系统(Intelligent Transport System,ITS)与车联网(Internet of Vehicle)。在此背景下,车载自组网(Vehicle Adhoc Network,VANET)作为车联网的一部分引起了学术界的普遍关注。在国际上,车载自组网协议并没有形成一个统一的标准,目前最有影响力的是DSRC(Dedicated Short-Range Communications)协议。通过DSRC协议实现车与车、车与路边基础设施之间进行数据交互,进而实现安全驾驶与智能交通管理等。DSRC在MAC层使用IEEE 802.11p协议,该协议运用增强的分布式信道机制来解决VANET应用的QoS问题。紧急数据被设置相对较高的用户优先级,能够使其优先抢占信道发送,而对时延并不敏感的数据赋予相对较低的用户优先级,将其暂时缓存,等到高优先级数据被成功发送以后再将其发送。DSRC基本能够满足VANET应用对QoS的管理要求。但是,当组网车辆密度与网络流量较大时,VANET应用的端到端时延、信道接入时延与网络吞吐量性能会明显降低。因此需要对DSRC协议进行一定的优化,以实现车辆密度与网络流量大时保障VANET的QoS性能。本文基于DSRC提出了适用于VANET的QoS保障方案。该方案主要在MAC层协议IEEE 802.11p的基础上加入了多级分类器、多级队列调度器、非安全业务报文进行流量整形、自适应EDCA参数调整。多级分类器是在AC队列内部进行更加精细的划分,与多级调度器相结合,降低端到端时延。按照源地址对非安全业务报文进行分类后再进行流量整形,保证不同源地址的报文接入信道的公平性。流量整形算法是在WF2Q算法进行了一定的修改。自适应EDCA参数调整是根据包的冲突率来判断网络负载,以自适应的调整竞争窗口。
【关键词】：车载自组网 专用短距离通信 网络服务质量 IEEE 802.11p
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究工作的背景与意义9-10
• 1.2 国内外相关研究现状10-11
• 1.3 本论文的主要贡献与创新11-12
• 1.4 本论文的结构安排12-13
• 第二章 车载自组网与DSRC协议13-28
• 2.1 车载自组网13-15
• 2.1.1 车载自组网概述13-14
• 2.1.2 车载自组网特点14-15
• 2.2 DSRC协议栈15-18
• 2.2.1 DSRC协议栈组成15-16
• 2.2.2 DSRC频谱分配与信道协作模式16-18
• 2.3 IEEE 802.11p18-27
• 2.3.1 IEEE 802.11p物理层18-19
• 2.3.2 IEEE 802.11信道接入控制方式19-21
• 2.3.3 IEEE 802.11p信道接入控制方式21-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 现有的QoS保障方案研究28-40
• 3.1 QoS概述28-30
• 3.1.1 QoS结构模型28-30
• 3.1.2 QoS关键技术30
• 3.2 经典的队列调度方案30-39
• 3.2.1 基于GPS队列调度30-34
• 3.2.2 基于轮询的队列调度34-37
• 3.2.3 基于优先级的队列调度37-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 基于DSRC的车载自组网QoS保障方案40-50
• 4.1 基于DSRC的车载自组网的QoS保障方案体系结构40-41
• 4.2 基于DSRC的车载自组网QoS保障方案实现41-49
• 4.2.1 多级分类器42-43
• 4.2.2 多级队列调度器43
• 4.2.3 流量整形43-47
• 4.2.4 自适应EDCA窗口调整47-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第五章 仿真系统设计与实验验证50-78
• 5.1 OPNET Modeler仿真平台50-54
• 5.1.1 OPNET Modeler简介50-51
• 5.1.2 无线节点模型与MAC层进程模型51-54
• 5.2 仿真系统设计与实现54-63
• 5.2.1 进程模型54-56
• 5.2.2 节点模型56-57
• 5.2.3 网络模型57-63
• 5.3 仿真结果分析63-77
• 5.3.1 对比组一64-67
• 5.3.2 对比组二67-71
• 5.3.3 对比组三71-75
• 5.3.4 实验小结75-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 总结与展望78-80
• 6.1 总结78
• 6.2 展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84

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本文编号：526198