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基于Ad Hoc网络道路交通安全监控系统高速数据传输的研究

作 者: 郭洪威
导 师: 廖惜春
学 校: 五邑大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: Ad Hoc网络 道路交通安全监控系统 无线通信网络 MAC协议 路由协议
分类号: TN929.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 11次
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内容摘要


随着社会的发展,交通竹理及安全问题明显增加,急切需要一种新型的交通管理系统。基于Ad Hoc网络道路交通安全监控系统的覆盖面积广,抗毁能力强,建设周期短,费用小,使用灵活,特点适合当前的需求。突发事件的偶然性和交通控制系统的作用,要求系统具有很高的实时性和准确性。网络数据传输的速度是本系统实时性的关键,数据传输的准确性直接影响系统的准确性。然而基于Ad Hoc网络道路安全监控系统的主要特点是节点移动快(车辆快速移动)、某些区域节点密集。本系统的这些特点严重影响数据传输的速度和准确性。这是本系统的一个矛盾。本论文重点研究解决上述矛盾的MAC协议路由协议,实现数据高速传输。本系统采用单信道来通信。当前,单信道MAC协议大部分采用握手机制。比如MACA协议采用了RTS/CTS信道握手机制。MACAW协议采用RTS-CTS-DATA-ACK握手机制。上述协议应用在本系统中,延时问题变得更严重,握手失败的概率大大增加。最初的AdHoc网络路由算法都是借鉴计算机网络路由算法的思想来进行路由查找的。现在涌现了不少专用于Ad Hoc网络的路由算法,如DSDV.DSR.AODV等等,这些算法的共同缺点是时间复杂度高、占用信道带宽大等,不适合本系统。本文提出了时分发送MAC协议,将一帧数据分成若干份发送,每份间隔的时间相同。时分发送MAC协议具有异步通信和同步通信的优点,克服了各自的缺点,大大减少冲突概率,从而提高系统的实时性,准确性和数据的传输速度。本文提出的自动分组组播路由协议利用车辆的位置,车辆有规则移动的特点,采用新的算法。自动分组组播路由协议具有洪泛方式的优点,又能自动地仅在发生突发事件的道路上传递数据,数据的传输速度进一步提高,同时提高信道的效率。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 课题背景、目的及来源  10-12
  1.2 课题的意义和实用价值  12
  1.3 论文的主要工作  12-14
第二章 Ad Hoc网络国内外研究现状  14-21
  2.1 Ad Hoc网络的核心技术问题  14-17
    2.1.1 多跳共享无线广播信道  14
    2.1.2 无线多跳路由  14-15
    2.1.3 功率控制和节能  15
    2.1.4 安全问题  15-16
    2.1.5 网络管理  16
    2.1.6 服务质量保证  16-17
  2.2 国内外研究现状  17-20
    2.2.1 MAC协议研究现状  17
    2.2.2 路由协议研究现状  17-18
    2.2.3 功率控制和节能研究现状  18
    2.2.4 安全问题研究现状  18-19
    2.2.5 服务质量保证研究现状  19-20
  2.3 Ad Hoc网络与高速数据传输,道路安全网之间的基本关系  20
  2.4 本文主要研究的内容  20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 Ad Hoc网络道路交通安全监控系统结构及主要协议  21-26
  3.1 系统结构  21
  3.2 组成Ad Hoe网络模块的工作原理  21-22
    3.2.1 主机  21-22
    3.2.2 STR-30无线模块  22
    3.2.3 GPS模块  22
  3.3 主要协议  22-24
    3.3.1 主要MAC协议  22-23
    3.3.2 主要路由协议  23-24
  3.4 本文提出等分MAC协议和自动分组组播路由协议  24-25
    3.4.1 本系统Ad Hoc网络的特点及本系统的要求  24
    3.4.2 等分MAC协议  24
    3.4.3 自动分组组播路由协议  24-25
  3.5 本章小结  25-26
第四章 Ad Hoc网络道路交通安全监控系统MAC协议研究  26-35
  4.1 本系统MAC协议面临的问题  26
  4.2 协议原理  26-30
    4.2.1 异步MAC协议和同步MAC协议分析  26-29
    4.2.2 解决冲突问题方法原理  29-30
  4.3 时分发送MAC协议  30-34
    4.3.1 数据发送  30-31
    4.3.2 发送数据处理  31-32
    4.3.3 数据接收  32-33
    4.3.4 接收数据处理  33-34
  4.4 本章小结  34-35
第五章 Ad Hoc网络道路交通安全监控系统路由协议研究  35-46
  5.1 系统采用组播原因分析及其分组方法  35-37
    5.1.1 系统采用组播原因分析  35
    5.1.2 地图分组方法  35-37
  5.2 自动分组组播路由协议  37-45
    5.2.1 路径识别算法  37-40
    5.2.2 消息自动传播规则及消息有限传播算法  40-43
    5.2.3 自动分组组播路由协议  43-45
    5.2.4 特殊问题分析  45
  5.3 本章小结  45-46
第六章 仿真分析  46-59
  6.1 仿真介绍  46
  6.2 时分发送MAC协议仿真  46-51
    6.2.1 仿真方法  46
    6.2.2 仿真程序  46-48
    6.2.3 仿真结果及分析  48-51
    6.2.4 性能分析  51
  6.3 自动分组组播路由协议仿真  51-58
    6.3.1 仿真方法  51-52
    6.3.2 仿真程序  52-54
    6.3.3 仿真结果及分析  54-57
    6.3.4 性能分析  57-58
  6.4 本章小结  58-59
结束语  59-61
参考文献  61-65
攻读研士期间参与的研究项目及发表的论文  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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