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车联网紧急安全消息的多跳广播协议研究
| 论文题名： | 车联网紧急安全消息的多跳广播协议研究 |
| 关键词： | 车联网;交叉口广播;有向广播;多跳广播协议;紧急安全消息;数据包冗余;中继节点 |
| 摘要： | 随着机动车数量的增加，越来越多的交通事故给社会经济和生命安全带来严重威胁，如何减少交通事故，避免车辆碰撞是车联网安全应用中主要解决的问题。安全应用对无线通信的延迟和可靠性要求较高，而多跳广播通信是实现高实时高可靠地传输消息的有效方式。 目前国内外学者做了大量相关工作，但是还存在以下几点问题:已有的基于MAC层的广播协议选择中继节点时，忽略传输速率和发射功率的影响，使中继节点转发能力过低，导致无法胜任转发工作。以往交叉口处的广播没有考虑真实交通环境的交通相位信息，如果选择的中继节点不是出道口的车辆，会增加了安全消息到达下一个路口的跳数和时间;现存交叉口处协议每选择出中继节点后广播数据包，引起数据包冗余和广播时延增大的问题; 针对上述问题，本文提出了直行道路上的有向广播协议和交叉口处基于交通相位信息的多跳广播协议，两个协议都是基于BRTS/BCTS握手机制，该机制可以减轻隐藏终端，避免广播风暴。协议主要的改进之处是:第一，选择通信能力强的节点作为中继节点，即除考虑距离、速度、误包率外，还考虑了发射功率和传输速率;第二，在交叉口处，采用串行回复BCTS的策略，确保每个分支路段都有一个节点回复BCTS，都能选出一个中继节点，不仅保证安全消息在交叉口处分发的可靠性，还降低了安全消息的冗余度和广播时延;第三，引入了象限的思想，根据交通相位信息建立交叉口相位矩阵，构建交叉口区域划分的统一模型，通过在有效区域上选择中继节点，保证消息以最短的时间和最少的跳数传输到下一个交叉路口;最后，以九个交叉路口的碰撞避免为例，模拟仿真本文提出的多跳广播协议。结果表明，与传统协议相比，本文协议中BCTS帧的碰撞次数、中继选择延迟和端到端延迟与CLBP对比后减少2.42％、2.40％和5.63％，IBSTP使每个路段的中继节点都位于出道口，而AMB中继节点位于出道口的数目小于等于路段数，广播跳数与AMB相比每个交叉口最多减少6次，当车辆密度大于20veh/km时，IBSTP和AMB的数据接收成功率基本保持一致，在降低延迟的情况下，保证可靠性没有降低。 |
| 作者： | 尹勇 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 谭国真 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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