面向车载自组网的可靠广播机制研究

发布时间：2017-09-25 00:12

  本文关键词：面向车载自组网的可靠广播机制研究

  更多相关文章： 车载自组网 可靠广播 虚拟目的节点 车载网络密度指数

【摘要】：随着无线通信技术的发展,车载自组网(Vehicular Ad Hoc Network, VANET)的通信已经成为国内外研究的热点。VANET是一种基于车辆之间的无线分布式通信网络,是点对点无线通信在车辆通信方面的发展和延伸。在车载自组网中,无线广播是消息传播的基本机制。无论是紧急警告消息,还是信息娱乐等消息,无线广播机制都能及时有效地传播给周围所有邻居节点。但是,由于广播机制中接收到消息的邻居节点不会返回ACK帧,在传输过程中MAC帧一旦发生碰撞,源节点难以感知帧碰撞情况并重传广播消息,不能保证广播消息传播的可靠性。针对传统无线广播机制传输的不可靠性问题,本文提出了一种基于虚拟目的节点的可靠单跳广播机制(Virtual Destination Based Reliable One-hop Broadcast Scheme, VDB-ROBS).广播源节点对接收的MAC帧实时统计分析,从邻居节点集合中选择一个合适的节点作为虚拟目的节点VD,然后广播源节点将与VD节点进行单播传输,同时周围其他邻居节点则仍然将单播MAC帧视作传统的广播MAC帧而接收。这种机制使得广播传输能够有效利用单播中的RTS/CTS、 ACK、重传和竞争窗口调整等多种自适应机制,从而可以提高无线广播机制的可靠性。仿真结果表明,相比传统的IEEE 802.11和基于概率重传的可靠广播机制,VDB-ROBS能提供更可靠的广播通信性能。此外,针对VDB-ROBS中采用的传统竞争窗口指数退避过程所存在的不合理性和不公平性问题,本文进一步提出了基于车载网络密度指数的动态窗口自适应机制(Density Index Based Contention Window Adaptation Scheme, DIB-CWAS)。广播源节点能够统计出当前本地网络的密度情况,然后通过查表得到密度指数K,最后在信道竞争阶段中竞争窗口按照密度指数进行动态调整。这种机制使得竞争窗口的自适应过程能够符合当前实时网络状况,因此使得稀疏环境下避免不必要的退避延迟和密集环境下保证有效足够的退避。仿真结果表明,相比VDB-ROBS广播机制,DIB-CWAS机制能够进一步提高广播的通信性能。
【关键词】：车载自组网 可靠广播 虚拟目的节点 车载网络密度指数
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 VANET特征和挑战10-11
• 1.3 研究内容11
• 1.4 论文组织结构11-13
• 2 车联网可靠广播研究13-26
• 2.1 WAVE架构13-17
• 2.2 CALM架构17-19
• 2.3 可靠广播协议研究19-25
• 2.3.1 重复广播策略20-21
• 2.3.2 冲突避免广播策略21-22
• 2.3.3 确认广播策略22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 基于虚拟目的节点的VANET可靠单跳广播机制VDB-ROBS26-36
• 3.1 VDB-ROBS机制设计26-31
• 3.1.1 邻居节点集合27
• 3.1.2 虚拟目的节点选择27-28
• 3.1.3 可靠广播28-30
• 3.1.4 RTS/CTS机制30-31
• 3.2 VDB-ROBS机制性能分析31-35
• 3.2.1 传统无线广播的理论性能31-32
• 3.2.2 VDB-ROBS的可靠性和延迟32-34
• 3.2.3 VDB-ROBS的兼容性和鲁棒性34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 4 基于车载网络密度指数的动态竞争窗口自适应机制DIB-CWAS36-42
• 4.1 传统竞争窗口退避机制36-37
• 4.2 DIB-CWAS机制设计37-41
• 4.2.1 车辆密度评估38-39
• 4.2.2 竞争窗口自适应39-40
• 4.2.3 两种交通场景示例40-41
• 4.3 本章小结41-42
• 5 仿真实验及结果分析42-50
• 5.1 仿真实验环境42-43
• 5.1.1 SUMO交通仿真器42-43
• 5.1.2 NS3网络仿真器43
• 5.2 车联网仿真实验43-45
• 5.2.1 车联网仿真场景43-44
• 5.2.2 仿真性能指标44
• 5.2.3 仿真参照44-45
• 5.3 仿真结果与分析45-49
• 5.3.1 VDB-ROBS仿真45-47
• 5.3.2 DIB-CWAS仿真47-49
• 5.4 本章小结49-50
• 结论50-51
• 参考文献51-54
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况54-55
• 致谢55-56

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本文编号：914256