【摘要】：隨著人們生活水平的逐步提高和對美好生活的追求,能夠帶來便利的汽車逐步走進各個家庭,并日益占據(jù)重要地位,但交通擁堵的狀況和交通事故的頻發(fā)問題也隨之而來。提高道路交通的安全和效率,有效減輕交通堵塞,以及能夠實現(xiàn)車載娛樂等成為了當下智能交通系統(tǒng)關注的重點。為此開發(fā)的車載自組網(wǎng)(Vehicular Ad hoc Network,VANET)技術通過車輛之間的信息傳輸或是車輛與路邊設施的之間的傳輸來實現(xiàn)多種信息流尤其是安全信息的廣播和通信,從而緩解上述道路交通問題。本文的重點在于VANET中基于廣播的媒體接入控制(Media Access Control,MAC)協(xié)議,并對其性能進行理論和仿真研究。主要的工作包括以下三個方面:1.本文對VANET中基于廣播的兩種接入模式,即隨機接入模式和基于分簇的接入模式進行研究和分析。通過將車輛產(chǎn)生數(shù)據(jù)包進入信道建模為一個具有無限傳輸緩沖區(qū)的M/G/1隊列的方式,對兩種接入模式分別進行建模,并推導出用于數(shù)據(jù)包到達率和系統(tǒng)時延兩個參數(shù)用于評估系統(tǒng)的性能。通過建模分析的方式更加直接的找到影響系統(tǒng)性能的原因。2.本文提出了一種基于節(jié)點密度的閾值分析算法,該算法通過對兩種接入模式下的數(shù)據(jù)包到達率和系統(tǒng)時延分別進行歸一化,并用加權的方式將歸一化后的結果相結合。通過兩條曲線的交點得到對應的密度作為閾值,并以此作為隨機接入模式與基于分簇的接入模式的切換點。由于隨機接入模式在道路車輛低密度時性能良好,隨著密度的增加而性能急劇下降。但基于分簇的接入模式在密度較低時時延過大,更適于車輛密度較高的場景。因此通過該算法的結果得到隨機接入模式隨著車輛密度的增加而切換到基于分簇的接入模式的密度閾值,能夠以更小的開銷來保持系統(tǒng)性能,具有實際應用的意義。3.本文利用NS-3仿真平臺對兩種接入模式分別進行仿真,并設置了不同參數(shù)組,以更多場景去驗證模型建立的正確性。仿真結果表明,兩種接入模式下的數(shù)據(jù)包達到率均隨著道路車輛密度的增加而降低,系統(tǒng)時延則隨著密度的增大而增加,且其降低或增加的幅度與模型結果大體相同,從而驗證了模型的建立過程。同時,通過仿真結果及模型結果,也證明了隨機接入模式中傳輸范圍內(nèi)的直接碰撞不是導致數(shù)據(jù)包丟失的主要原因,導致系統(tǒng)性能下降的主要原因在于周圍隱藏終端的影響,這也作為通過分簇方式來避免隱藏終端影響,從而能夠提升系統(tǒng)性能的基礎。
【圖文】：

更小的時隙，車輛節(jié)點即在被分派到自己的時隙中進行信息數(shù)據(jù)的傳輸。因此逡逑車輛在傳輸數(shù)據(jù)的過程中不存在競爭，只要在被分配的時問段內(nèi)完成自己的數(shù)逡逑據(jù)傳輸工作即可。如圖２－１即為一種車輛按時隙分配進行數(shù)椐傳輸?shù)氖疽鈭D。圖逡逑中對時隙的分配是以車輛行駛方向為依據(jù)按位置順序依次分配，，也就是說在每逡逑－個T隙內(nèi)，時隙分配的順序與車輛在行駛方向上的前后順序？致。逡逑行駛方向逡逑邐？逡逑ｎ0Ｊ邋ＨＴＴＰ邐ＯＯＰ邐ＯＱＤ逡逑ＤＣ邐Ｂ邐Ａ逡逑時間逡逑邐？逡逑ＡＢＣＤ邐Ａ邋Ｂ邋Ｃ邋Ｄ逡逑時間幀邐時Ｎ幀逡逑圖２－１邋ＴＤＭＡ中以位置順序為依據(jù)分配時隙示意圖逡逑ＴＤＭＡ中最主要的問題是在維護資源分配時所需的開銷比較大，因此并不逡逑是很適合應用于車載自組網(wǎng)中。車載自組網(wǎng)中傳輸?shù)男畔㈩愋鸵园踩⒆顬殄义现匾�，而這類安全信息為保證駕駛人員能夠及時應對突發(fā)事件對傳輸時延有著逡逑嚴格的要求。但在時分多址的時間巾貞的劃分中，每一個時間巾貞的長度有限，而逡逑７逡逑

是文本中進行性能分析和建模的主要協(xié)議對象，因此本節(jié)中將對ＤＳＲＣ協(xié)議進逡逑行較為詳盡的介紹。逡逑首先在ＤＳＲＣ系統(tǒng)中，如圖２－２所示主要包括了三部分，分別是前文中介逡逑紹的ＯＵＢ、ＲＳＵ和專用通信鏈路［２２］。逡逑ｆｏ）逡逑Ａ逡逑邐ｎ—＾ｎ邋＾逡逑Ｉ逡逑Ｖ２Ｖ邋通信邐，逡逑圖２－２邋ＤＳＲＣ通信系統(tǒng)逡逑１．
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U463.67;U495;TN929.5

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本文編號：2596122