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基于IEEE802.11p的车联网MAC层算法研究
| 论文题名： | 基于IEEE802.11p的车联网MAC层算法研究 |
| 关键词： | 车联网;MAC协议;退避算法;交通流;城市交通 |
| 摘要： | 随着城市交通堵塞状况的日益加重以及交通事故的频繁发生，VANET（车联网）的概念越来越频繁的被提起并且逐步开始应用。VAN ET网络设备由能自由移动的车载通信单元和固定的路边接入设备构成，VAN ET网络架构是由车辆节点间通信的车间网络和车辆节点与路边接入点通信的车对设施网络构成的。VAN E T因其重要的现实意义，逐步成为移动自组网络研究的一大热点。 VANET以车辆作为节点，由于车辆节点的移动轨迹受制于道路，所以其节点的分布和信息的交互受交通流的影响。网络中节点因高动态变化导致节点频繁加入和退出通信，网络的拓扑变化剧烈。如何设计出有效的MAC层接入协议，保证车联网成员在高动态拓扑结构下和接入竞争激烈的环境中及时有效合理的接入信道一直是车联网的研究热点。 本文着重对面向车联网提出的IEEE802.11p标准MAC层协议作出分析，研究如何结合车联网的交通移动特性来达到优化接入协议的目的。本文结合交通移动性对车辆网进行分析，以由此定义的位移趋向作为标准将单播模式下车辆节点双方的运动趋向类型分类，并根据IEEE802.11p中EDCA的服务区分机制针对不同类型提供不同的信道接入优先级，改善因交通移动性引起的车联网内节点通信不公平现象，并以此为支点提升网络性能。 本文应用交通流理论中的重要参数密度将车联网中车辆节点所处的环境分为两类，并针对车辆节点所处不同疏密环境调整IEEE802.11p中退避算法，用能根据节点所处环境的疏密调节竞争窗口变化机制的退避算法 V BA替换了原有的二进制指数退避算法，降低了了稀疏环境下节点出现的无效退避的可能性，减少了密集环境下节点发送消息碰撞的概率，从而提高了网络性能。 最后本文以 VanetMobisim与NS2搭建了仿真平台，在城市V2V单播场景下实现了两种改进算法，并分别对比了更新过两种改进算法的IEEE802.11p协议与原始协议在丢包率、公平性、时延、吞吐量上的差异，并分析原因。仿真结果表明V EDC A算法与 VBA算法能提高网络公平性、减小接入时延，有效改善了网络性能，通过本文的研究，为 VAN ET网络协议与交通特性的联系和VAN ET网络协议的优化等提供一定的参考依据。 |
| 作者： | 刘乐天 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 杨志华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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