车载自组织网络中多信道调度的研究

发布时间：2017-05-22 21:02

  本文关键词：车载自组织网络中多信道调度的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现如今车辆交通已成为人们生活密不可分的一部分,但它在提供方便的同时却带来了一些全球性问题:油耗导致的全球变暖、持续不降的油价和交通事故带来的巨大财产损失等等。解决这些问题的途径之一是智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)和车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)的研究与部署。ITS提供途径可以有效地对车辆交通进行管理、减少车辆行驶和低速移动的时间,从而减少不必要的油耗;其为司机提供的安全相关信息可及时避免生命财产损失。VANET是实现ITS的关键技术,其与传统网络相比有诸如节点移动迅速、受司机行为影响、受地理位置限制等等的新特点。WAVE标准协议集采用分阶段多信道技术,能很好地在车载无线环境下实现有效通信,已经成为VANET的主流协议之一。通过对WAVE协议解析、研究发现由于需要兼容多Radio和单Radio两种形式,协议中缺失了信道分配和信道访问分配机制。在应用上层未给服务指定信道时,协议需要为上层实体的服务请求指定信道,这个过程称为信道分配。信道访问分配是指为收发机指定发送信道。基于成本的考虑,在实现WAVE协议时,我们采用单Radio的形式。通过对已有的多信道算法的相关文献研究发现单Radio的协议多是仅考虑局域信息并依赖于信道选择机制来选取最合适的信道。考虑WAVE协议标准本身和单Radio的两个限制条件,在本文中提出信道均衡的概念、定义了衡量信道均衡的信道供需比因子和信道公平性指数,并将其应用于WAVE协议的信道分配和信道访问分配机制。信道分配以信道均衡为主要考量因素。信道访问分配以服务优先级为主要考虑因素、辅以信道均衡和信道冲突两个因素。为了验证算法的正确性,本文在Veins模型的基础上、利用OMNeT++改进了模型。主要的改进是根据WAVE协议实现了通用的仿真模型:为了使仿真负载开发更简单,将其设计成通用应用基本单元和应用单元管理模型;实现了WAVE协议的IEEE 1609.3部分的主要功能项;改进了IEEE 1609.4部分、扩充802.11p MAC的数据队列:AC虚拟竞争在1609.4的队列中实现,外部竞争在802.11p中物理层实现。最后在此模型上验证了信道分配和信道访问分配算法,实验结果表明算法能很好地均衡信道的使用,传输延时和有效数据通信量都得到了改善。
【关键词】：VANET WAVE 多信道 信道访问分配 信道分配
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;U463.67;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 缩略词表13-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 研究工作的背景与意义14-15
• 1.2 国内外研究历史与现状15-19
• 1.3 本文的主要贡献与创新19
• 1.4 本论文的结构安排19-21
• 第二章 VANET相关技术21-29
• 2.1 VANET的基本特征21-22
• 2.2 VANET的研究内容22-24
• 2.3 VANET相关协议介绍24-28
• 2.3.1 802.11p的特点25-26
• 2.3.2 多信道操作26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 基于WAVE协议的多信道调度算法研究29-45
• 3.1 IEEE 1609.3 协议29-38
• 3.1.1 数据平面29-32
• 3.1.2 管理平面32-38
• 3.2 管理实体实现框架38-39
• 3.3 单Radio多信道调度算法39-44
• 3.3.1 研究现状39-41
• 3.3.2 信道选择策略41-42
• 3.3.3 信道均衡42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 信道分配和信道访问分配45-60
• 4.1 信道分配45-51
• 4.1.1 算法介绍45-47
• 4.1.2 算法仿真47-51
• 4.2 信道访问分配51-56
• 4.2.1 算法介绍51-53
• 4.2.2 算法仿真53-56
• 4.3 两者结合56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 仿真模型的设计与实现60-72
• 5.1 仿真平台与仿真模型60-66
• 5.1.1 网络模型60-63
• 5.1.2 交通模型63-66
• 5.2 WAVE协议仿真设计与实现66-69
• 5.2.1 应用生成器66-67
• 5.2.2 IEEE 1609.3 协议层67-68
• 5.2.3 IEEE 1609.4 协议层68-69
• 5.3 WAVE协议模型的测试69-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 总结72-73
• 6.2 展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 攻硕期间取得的研究成果78-79

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