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原文传递车辆自组织网络接入协议研究

论文题名：	车辆自组织网络接入协议研究
关键词：	车辆自组织网络;媒体接入控制;无线通信协议;增强型分布式接入;C-T-MAC算法
摘要：	随着高速公路的发展和汽车数量的增长，交通事故日益增多，带来了巨大的人员伤亡和经济损失，提高出行安全势在必行。车辆自组织网络（Vehicular Ad-Hoc Network,VANET）就是在这样的情况下应运而生，引起学术界和工业界的密切关注。车辆自组织网络是由行驶在道路上的车辆和布置在道路两旁的路边设备以Ad Hoc方式组建的网络，车辆和路边设备将收集到的信息在网络内部进行交互和共享，在保障出行安全的同时，提供娱乐和互联网接入等服务。　　本文工作主要集中在车辆自组织网络的媒体接入控制层，旨在提高数据传输的可靠性和信道的利用率。首先概述了车辆自组织网络的通信架构和研究现状，详细分析了车辆自组织网络的优缺点以及面临的挑战。然后对车辆自组织网络的通信技术标准专用短距离无线通信协议（Dedicated Short Range Communication，DSRC）进行了介绍，主要包含负责上层标准的IEEE1609.1~1609.4协议和负责底层标准的IEEE802.11p协议。　　对IEEE802.11p采用的增强型分布式接入控制（Enhanced Distribution Channel Access，EDCA）机制进行了研究。详细研究了EDCA的工作机制，针对EDCA机制中优先级划分不严格，不能满足车辆自组织网络的应用需求的问题，对车辆自组织网络中的业务重新划分优先级。根据重新划分的优先级提出了一种改进算法A-EDCA，该算法主要通过调整竞争窗口的取值范围，保证高优先级业务接入信道等待的时间短于低优先级业务接入信道等待的时间，以此来保证高优先级业务的绝对优先级，从而达到保证高优先级业务服务质量的目的。并在NS-2仿真平台验证提出的算法，仿真结果表明该算法能够有效地提高高优先级业务的服务质量。　　对传统Ad Hoc网络中的MAC协议进行了划分，并对车辆自组织网络中MAC协议的研究现状进行了分析。基于传统Ad Hoc网络的研究成果，本文设计了一种基于竞争预约时隙的TDMA算法，称之为C-T-MAC。该算法通过引入协作通信的概念，使其能够适用于车辆自组织网络的特殊应用场景。当源节点和目的节点信息传输失败之后，源节点和目的节点共同通信范围内的节点，根据网络中时隙占用情况选择一个空闲的时隙作为协作时隙，发送协作请求。目的节点根据接收到的协作信息，按照相应的准则选定协作节点之后，在协作时隙中发送确认信息，协作节点传输缓存中的信息，开启协助通信。该算法主要通过利用邻节点和空闲时隙提高网络的吞吐量和可靠性。并在NS-2仿真平台上实现该算法并验证算法的性能。仿真结果表明，该算法能够提高网络中数据包的传输的可靠性、网络吞吐量和时隙利用率。
作者：	张海洋
专业：	电子与通信工程
导师：	李长乐;王鑫
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西安电子科技大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文