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车联网中基于RSU多信道MAC协议的研究
| 论文题名： | 车联网中基于RSU多信道MAC协议的研究 |
| 关键词： | 车联网;路侧单元部署;事故高发区;SCH立即接入;三维马尔科夫链 |
| 摘要： | 随着智能交通系统(Intelligent Transportation System，ITS)的发展，车联网(Vehicular Ad-hoc Network，VANET)越来越受到学术界和工业界的重视。VANET是一种特殊的自组织网络，有V2V和V2I两种通信模式。车联网为用户提供了安全和非安全应用。随着经济的发展，人们对非安全应用的需求越来越多，如何在保证安全信息的传输下，提高非安全信息的传输效率成为研究人员研究的重要课题。 在研究非安全信息传输之前，论文首先介绍了路侧单元部署，RSU的部署对车辆连通率有关键的影响，在保证车辆连通率的情况下，让RSU的部署达到最优。根据V2V和 V2I的通信特点，提出了基于车队连通的路侧单元部署，研究了车辆密度和车辆通信半径变化的情况下，车辆连通率、车队长度和车队内车辆节点的平均个数情况。结果表明，当车辆密度为10辆/km，车辆的通信半径为300m时，车队的长度为1608m，车队内的车辆平均个数为7，车辆连通率大约为75％。 基于车队连通的研究没有考虑对于特殊路段的RSU覆盖，例如事故高发区，所以针对这一缺陷，提出了基于车队的道路优先级部署方法，将道路分为事故高发区和普通路段，然后随机截取三种情况来验证算法的优势。通过实验可以知道基于车队的道路优先级部署算法的连通率高于基于车队连通的部署算法，同时其部署的数量与基于车队连通的部署算法的部署数量相差不大。 论文在WAVE MAC协议的基础上，对多信道的控制信道(CCH)和服务信道(SCH)进行了分析研究。标准的IEEE802.11p/IEEE1609.4协议采用的是固定长度的控制周期的多信道方式，这种方式只能在控制信道上传输安全信息，并且控制信道和服务信道各占50ms，当节点密度变化时，会造成信道时隙的浪费。针对这个问题，以V2I为模型结构，考虑SCH立即接入方式，提出了密度变化时自动调整CCH和SCH时隙长度的协议SC-MMAC。通过CCH和SCH时隙的富余量，动态的调整CCH时隙的长度，并且利用三维马尔科夫链对上述协议进行理论分析。实验表明，CCH时隙的最小长度能减少到39.2ms，最大长度能达到66ms。同时还仿真了SC-MMAC和WAVE MAC协议下节点密度和吞吐量的关系，实验表明 SC-MMAC的吞吐量大于 WAVE MAC。 |
| 作者： | 刘立玲 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 刘乃安;张扬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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