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车载无线自组织网络的介质访问控制协议研究

作　者: 缪丽民
导　师: 林闯；王明健；吴凯
学　校: 清华大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 车载无线自组网 介质访问控制协议 移动模型 实时性 可扩展性
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 111次
引　用: 1次
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内容摘要


车载无线自组织网络技术(Vehicular Ad Hoc Network, VANET),作为未来智能交通系统的基础之一,通过车与车、车与路边节点的相互通信来构成无线通信网络,用于传递辅助驾驶或事故避免等实时信息,同时提供车载娱乐、实时导航、Internet接入等数据服务,使交通运输网络更加安全、高效、环保、舒适。本文从VANET交通安全应用的要求出发,分析了当前正在制定的IEEE 802.11p标准中的MAC层协议,针对协议中的CSMA信道访问机制无法保证实时性的问题,主要做了以下工作:第一,提出一种基于方向的时隙调度策略。本策略以动态分配的TDMA信道访问机制作为基础,并充分利用了交通流量的对向移动特性,明显降低了时隙冲突概率。Matlab模型分析及NS2模拟结果均显示,本策略在单条双向公路环境下可以减少约80%的时隙冲突,有效地利用了信道资源,同时也提高了MAC协议的实时性。第二,提出一种自适应TDMA帧长度的分布式实时MAC协议(A-ADHOC协议)。在本协议下,节点可根据所处网络的节点密度来选择合适的帧长度,从而解决了固定帧长度协议的可扩展性问题。NS2模拟结果显示,与传统的固定帧长度协议相比,本协议明显增强了高动态车载网络的可扩展性,同时使节点平均帧长度降低了50%,减少了网络平均传输时间。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 引言  7-16
  1.1 研究背景  7-14
    1.1.1 交通领域信息化发展  7-8
    1.1.2 无线数字通信技术发展  8-11
    1.1.3 车载无线网络技术介绍  11-14
  1.2 研究内容  14-15
    1.2.1 研究目的  14
    1.2.2 主要贡献  14-15
    1.2.3 本文结构  15
  1.3 本章小结  15-16
第2章 车载无线自组织网络概述  16-25
  2.1 VANET 网络体系结构概述  16-19
    2.1.1 体系结构设计思想  16-17
    2.1.2 两种思想：层次化设计与一体化设计  17-18
    2.1.3 合理的VANET 网络体系结构  18-19
  2.2 VANET 网络MAC 协议研究概述  19-24
    2.2.1 基础的无线信道访问机制  19-20
    2.2.2 现有MAC 协议介绍  20-24
  2.3 本章小结  24-25
第3章 基于方向的MAC 协议时隙调度策略研究  25-43
  3.1 研究背景  25-29
    3.1.1 802.11p 标准简述  25-26
    3.1.2 802.11p 的实时性问题  26-27
    3.1.3 更长的链路建立延迟vs 更长的通信延迟  27-29
  3.2 基于方向的时隙调度策略  29-42
    3.2.1 ALOHA 协议与随机信道竞争  29-31
    3.2.2 VANET 节点移动性分析：对向移动的特点  31-32
    3.2.3 节点对向移动特性的建模与分析  32-36
    3.2.4 对向移动特性的NS2 仿真  36-39
    3.2.5 基于方向的时隙调度策略  39-40
    3.2.6 NS2 仿真及性能评价  40-41
    3.2.7 进一步改进：同向节点的差异性  41-42
  3.3 本章小结  42-43
第4章 分布式实时MAC 协议的可扩展性研究  43-55
  4.1 RR-ALOHA 信道访问机制概述  43-48
    4.1.1 RR-ALOHA 信道访问机制与ADHOC MAC 协议简介  43-45
    4.1.2 RR-ALOHA 机制存在的问题  45
    4.1.3 随机竞争时隙过程：抢椅子问题  45-48
  4.2 自适应分布式实时MAC 协议：A-ADHOC 协议  48-54
    4.2.1 设计目标  48
    4.2.2 A-ADHOC 协议详细设计  48-51
    4.2.3 自适应帧长度的判定标准  51-53
    4.2.4 性能评价与分析  53-54
  4.3 本章小结  54-55
第5章 总结与展望  55-57
  5.1 工作总结  55
  5.2 展望  55-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
个人简历、在学期间的研究成果及学术论文  62

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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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