城市场景下VANET动态时隙分配机制研究
发布时间：2021-08-13 10:56
车载自组织网（Vehicular Ad-hoc Network,VANET）是智能交通系统的重要分支,通过车载通信单元交互车辆运动信息与道路状况信息,以提高交通安全与效率。由于VANET具有拓扑高动态性、车辆运动规律性等特性,让多数传统无线自组织网的MAC层信道接入机制无法保障VANET良好的通信性能。因此,MAC层信道接入机制成为VANET领域的研究重点。城市环境用户量大、路况复杂,该场景下将对VANET的MAC协议提出更高要求,研究适用于城市场景的VANET信道接入机制具有更重要意义。本文将针对VANET现有的信道接入机制在城市场景下存在的自适应性较差、时隙利用率较低等问题,以分布式TDMA协议为切入点,围绕动态时隙分配机制展开研究。首先,提出城市场景下改进的分布式自适应时隙分配机制（Modified Decentralized Adaptive TDMA Scheduling,MDATS）,简称MDATS机制。该机制根据空闲时隙数将竞争区域在空间上均分成多个逻辑区段。车辆节点根据所处的逻辑区段与空闲时隙的对应关系占用时隙。MDATS机制通过对空闲时隙的空间分散化,降低同时接入网络...
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１车载自组织网应用场景??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｓｃｅｎａｒｉｏｓ?ｏｆ?ＶＡＮＥＴ??
２．２．２链路生存期短的问题??车辆节点的高移动性导致ＶＡＮＥＴ通信链路生存期较短，车辆节点需要快速接??入信道发送消息。如图２－２?（ａ）所示，车辆节点Ａ位于车辆节点Ｂ通信范围之内，且??车辆节点Ａ的移动速度大于车辆节点Ｂ，车辆节点Ｂ想要与车辆节点Ａ建立通信。??但是，车辆节点Ｂ长时间无法接入信道，无法与车辆节点Ａ建立通信。如图２－２?（ｂ）??所示，随着时间的推移，车辆节点Ａ离开车辆节点Ｂ的通信范围，车辆节点Ａ与??车辆节点Ｂ最终无法建立通信。车载自组织网的安全应用要求车辆节点及时地接入??信道，与邻居节点及时交互安全消息，以保证道路环境的安全性。因此，接入时延??问题成为影响车载自组织网ＭＡＣ协议设计的一个重要问题。??（ａ）?（ｂ）??图２－２链路生存期短的问题??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?Ｐｒｏｂｌｅｍ?ｏｆ?Ｓｈｏｒｔ?Ｌｉｎｋ?Ｌｉｆｅ?Ｐｅｒｉｏｄ??２．２．３节点入侵问题??由于车辆的运动状态不同于ＭＡＮＥＴ节点，车辆速度较快，受到道路规划和交??通法规的约束，且目的地各不相同，道路上车辆流动性较高，导致车载自组织网的??拓扑频繁改变。另外，车载自组织网的无线信道有限，由多个车辆节点共享使用。??随着网络拓扑的变化
道的成功概率，避免带宽的浪费。因此，本文将着重介绍和借鉴ＲＴＳ／ＣＴＳ接入方式，??且本文中所述的丨ＥＥＥ?８０２．１?ｌｐ?ＤＣＦ机制默认指基于ＲＴＳ／ＣＴＳ接入方式的ＤＣＦ机制。??图２－３中表示了基于ＲＴＳ／ＣＴＳ接入方式的ＤＣＦ机制的建立通信链路的过程。??当源节点有数据需要传输时先帧听信道，若信道空闲时间持续一个ＤＩＦＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ??Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ?Ｓｐａｃｅ）时长时，表示源节点可以接入信道，故源节点接入信道发送ＲＴＳ??帧，询问目的节点是否能够建立通信链路。当目的节点成功接收源节点传输的ＲＴＳ??帧后，向源节点回复一个ＣＴＳ帧，表明源节点可以准备传输数据。其他非目的节点??接收ＲＴＳ巾贞意识到信道将被占用，于是设置ＮＡＶ?（Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ?Ｖｅｃｔｏｒ）用于??指示信道再次空闲的时间量。源节点接收到目的节点传输的ＣＴＳ帧后，静默Ｓ１ＦＳ??（Ｓｈｏｒｔ?ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ?Ｓｐａｃｅ）时长后，即可向目的节点传输数据。当目的节点收到源节??点发送的数据后
【参考文献】：
期刊论文
[1]CM-MAC:一种基于分簇的多信道车载网MAC协议[J]. 何鹏,阎保平,李志,孙利民. 计算机研究与发展. 2014(03)
[2]车载自组网中一种分布式自适应TDMA时隙分配策略[J]. 李攀,傅洪亮,王珂,杨卫东. 电子质量. 2013(01)
[3]车路协同系统下多智能体微观交通流模型[J]. 杨帆,云美萍,杨晓光. 同济大学学报(自然科学版). 2012(08)
博士论文
[1]车载自组织网络MAC协议及性能分析研究[D]. 吴琼.东南大学 2016
[2]车载自组织网络安全关键技术研究[D]. 刘伎昭.西安电子科技大学 2016
[3]车辆自组织网络MAC层协议的研究[D]. 杨琼.东南大学 2015
[4]车载自组织网络信息认证和隐私保护机制的研究[D]. 刘辉.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]基于社会网络理论的车载自组织网络路由协议及算法研究[D]. 肖晶.重庆邮电大学 2016
[2]城市环境中车载自组织网络路由算法研究[D]. 贾梦芳.重庆邮电大学 2016
[3]基于IDM模型的车载自组织网络路由协议研究[D]. 陶玲.重庆邮电大学 2016
[4]车载自组网中的信道接入机制研究[D]. 尹贞.河南工业大学 2014
[5]基于博弈论的车载自组网MAC层混合协议的研究[D]. 徐莎莎.南昌大学 2013
[6]车载无线自组织网络信道分配机制研究[D]. 李攀.河南工业大学 2013
本文编号：3340299
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１车载自组织网应用场景??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｓｃｅｎａｒｉｏｓ?ｏｆ?ＶＡＮＥＴ??
２．２．２链路生存期短的问题??车辆节点的高移动性导致ＶＡＮＥＴ通信链路生存期较短，车辆节点需要快速接??入信道发送消息。如图２－２?（ａ）所示，车辆节点Ａ位于车辆节点Ｂ通信范围之内，且??车辆节点Ａ的移动速度大于车辆节点Ｂ，车辆节点Ｂ想要与车辆节点Ａ建立通信。??但是，车辆节点Ｂ长时间无法接入信道，无法与车辆节点Ａ建立通信。如图２－２?（ｂ）??所示，随着时间的推移，车辆节点Ａ离开车辆节点Ｂ的通信范围，车辆节点Ａ与??车辆节点Ｂ最终无法建立通信。车载自组织网的安全应用要求车辆节点及时地接入??信道，与邻居节点及时交互安全消息，以保证道路环境的安全性。因此，接入时延??问题成为影响车载自组织网ＭＡＣ协议设计的一个重要问题。??（ａ）?（ｂ）??图２－２链路生存期短的问题??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?Ｐｒｏｂｌｅｍ?ｏｆ?Ｓｈｏｒｔ?Ｌｉｎｋ?Ｌｉｆｅ?Ｐｅｒｉｏｄ??２．２．３节点入侵问题??由于车辆的运动状态不同于ＭＡＮＥＴ节点，车辆速度较快，受到道路规划和交??通法规的约束，且目的地各不相同，道路上车辆流动性较高，导致车载自组织网的??拓扑频繁改变。另外，车载自组织网的无线信道有限，由多个车辆节点共享使用。??随着网络拓扑的变化
道的成功概率，避免带宽的浪费。因此，本文将着重介绍和借鉴ＲＴＳ／ＣＴＳ接入方式，??且本文中所述的丨ＥＥＥ?８０２．１?ｌｐ?ＤＣＦ机制默认指基于ＲＴＳ／ＣＴＳ接入方式的ＤＣＦ机制。??图２－３中表示了基于ＲＴＳ／ＣＴＳ接入方式的ＤＣＦ机制的建立通信链路的过程。??当源节点有数据需要传输时先帧听信道，若信道空闲时间持续一个ＤＩＦＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ??Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ?Ｓｐａｃｅ）时长时，表示源节点可以接入信道，故源节点接入信道发送ＲＴＳ??帧，询问目的节点是否能够建立通信链路。当目的节点成功接收源节点传输的ＲＴＳ??帧后，向源节点回复一个ＣＴＳ帧，表明源节点可以准备传输数据。其他非目的节点??接收ＲＴＳ巾贞意识到信道将被占用，于是设置ＮＡＶ?（Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ?Ｖｅｃｔｏｒ）用于??指示信道再次空闲的时间量。源节点接收到目的节点传输的ＣＴＳ帧后，静默Ｓ１ＦＳ??（Ｓｈｏｒｔ?ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ?Ｓｐａｃｅ）时长后，即可向目的节点传输数据。当目的节点收到源节??点发送的数据后
【参考文献】：
期刊论文
[1]CM-MAC:一种基于分簇的多信道车载网MAC协议[J]. 何鹏,阎保平,李志,孙利民. 计算机研究与发展. 2014(03)
[2]车载自组网中一种分布式自适应TDMA时隙分配策略[J]. 李攀,傅洪亮,王珂,杨卫东. 电子质量. 2013(01)
[3]车路协同系统下多智能体微观交通流模型[J]. 杨帆,云美萍,杨晓光. 同济大学学报(自然科学版). 2012(08)
博士论文
[1]车载自组织网络MAC协议及性能分析研究[D]. 吴琼.东南大学 2016
[2]车载自组织网络安全关键技术研究[D]. 刘伎昭.西安电子科技大学 2016
[3]车辆自组织网络MAC层协议的研究[D]. 杨琼.东南大学 2015
[4]车载自组织网络信息认证和隐私保护机制的研究[D]. 刘辉.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]基于社会网络理论的车载自组织网络路由协议及算法研究[D]. 肖晶.重庆邮电大学 2016
[2]城市环境中车载自组织网络路由算法研究[D]. 贾梦芳.重庆邮电大学 2016
[3]基于IDM模型的车载自组织网络路由协议研究[D]. 陶玲.重庆邮电大学 2016
[4]车载自组网中的信道接入机制研究[D]. 尹贞.河南工业大学 2014
[5]基于博弈论的车载自组网MAC层混合协议的研究[D]. 徐莎莎.南昌大学 2013
[6]车载无线自组织网络信道分配机制研究[D]. 李攀.河南工业大学 2013
本文编号：3340299
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