本文關(guān)鍵詞：基于IEEE802.11p的車聯(lián)網(wǎng)MAC層算法研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 車聯(lián)網(wǎng) MAC協(xié)議 EDCA 退避算法 交通流理論 NS2

【摘要】：隨著城市交通堵塞狀況的日益加重以及交通事故的頻繁發(fā)生,VANET(Vehicle Ad hoc Network,車聯(lián)網(wǎng))的概念越來(lái)越頻繁的被提起并且逐步開(kāi)始應(yīng)用。VANET網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由能自由移動(dòng)的車載通信單元和固定的路邊接入設(shè)備構(gòu)成,VANET網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是由車輛節(jié)點(diǎn)間通信的車間網(wǎng)絡(luò)和車輛節(jié)點(diǎn)與路邊接入點(diǎn)通信的車對(duì)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的。VANET因其重要的現(xiàn)實(shí)意義,逐步成為移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)研究的一大熱點(diǎn)。VAN ET以車輛作為節(jié)點(diǎn),由于車輛節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)軌跡受制于道路,所以其節(jié)點(diǎn)的分布和信息的交互受交通流的影響。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)因高動(dòng)態(tài)變化導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)頻繁加入和退出通信,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓瘎×�。如何設(shè)計(jì)出有效的MAC層接入?yún)f(xié)議,保證車聯(lián)網(wǎng)成員在高動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下和接入競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中及時(shí)有效合理的接入信道一直是車聯(lián)網(wǎng)的研究熱點(diǎn)。本文著重對(duì)面向車聯(lián)網(wǎng)提出的IEEE 802.11p標(biāo)準(zhǔn)MAC層協(xié)議作出分析,研究如何結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)的交通移動(dòng)特性來(lái)達(dá)到優(yōu)化接入?yún)f(xié)議的目的。本文結(jié)合交通移動(dòng)性對(duì)車輛網(wǎng)進(jìn)行分析,以由此定義的位移趨向作為標(biāo)準(zhǔn)將單播模式下車輛節(jié)點(diǎn)雙方的運(yùn)動(dòng)趨向類型分類,并根據(jù)IEEE 802.11p中EDCA的服務(wù)區(qū)分機(jī)制針對(duì)不同類型提供不同的信道接入優(yōu)先級(jí),改善因交通移動(dòng)性引起的車聯(lián)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)通信不公平現(xiàn)象,并以此為支點(diǎn)提升網(wǎng)絡(luò)性能。本文應(yīng)用交通流理論中的重要參數(shù)密度將車聯(lián)網(wǎng)中車輛節(jié)點(diǎn)所處的環(huán)境分為兩類,并針對(duì)車輛節(jié)點(diǎn)所處不同疏密環(huán)境調(diào)整IEEE 802.11p中退避算法,用能根據(jù)節(jié)點(diǎn)所處環(huán)境的疏密調(diào)節(jié)競(jìng)爭(zhēng)窗口變化機(jī)制的退避算法VBA替換了原有的二進(jìn)制指數(shù)退避算法,降低了了稀疏環(huán)境下節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的無(wú)效退避的可能性,減少了密集環(huán)境下節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息碰撞的概率,從而提高了網(wǎng)絡(luò)性能。最后本文以Vanet Mobisim與NS2搭建了仿真平臺(tái),在城市V2V單播場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)了兩種改進(jìn)算法,并分別對(duì)比了更新過(guò)兩種改進(jìn)算法的IEEE802.11p協(xié)議與原始協(xié)議在丟包率、公平性、時(shí)延、吞吐量上的差異,并分析原因。仿真結(jié)果表明VEDCA算法與VBA算法能提高網(wǎng)絡(luò)公平性、減小接入時(shí)延,有效改善了網(wǎng)絡(luò)性能,通過(guò)本文的研究,為VANET網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與交通特性的聯(lián)系和VANET網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的優(yōu)化等提供一定的參考依據(jù)。
[Abstract]:With the increasing aggravation of urban traffic jam and the frequent occurrence of traffic accidents, vehicle Ad hoc Network. The concept of "vehicle networking" has been brought up more and more frequently and gradually began to be applied. The VANET network equipment consists of mobile vehicle-mounted communication units and fixed roadside access devices. The VANET network architecture is composed of the workshop network of communication between vehicle nodes and the vehicle-to-facility network where the vehicle node communicates with the roadside access point because of its important practical significance. It has gradually become a hot topic in the research of mobile ad hoc networks. Van et takes the vehicle as the node because the moving path of the vehicle node is restricted by the road. So the distribution of nodes and the interaction of information are affected by the traffic flow. The nodes in the network frequently join and exit communication because of the high dynamic change. The topology of the network changes dramatically. How to design an effective MAC layer access protocol. It has always been a research hotspot to ensure the timely, effective and reasonable access channel of the vehicle network members in the high dynamic topology structure and in the environment of fierce competition for access. This paper focuses on the IEEE for vehicle networking. The 802.11p standard MAC layer protocol is analyzed. This paper studies how to optimize the access protocol by combining the traffic mobility characteristics of the vehicle network. This paper analyzes the vehicle network combined with the traffic mobility. The moving trend types of both sides of vehicle nodes in unicast mode are classified by the displacement trend defined in this paper. According to the service differentiation mechanism of EDCA in IEEE 802.11p, different channel access priorities are provided for different types. Improve the traffic mobility caused by the intranet node communication unfair phenomenon. This paper applies the important parameter density in traffic flow theory to divide the environment of vehicle nodes into two categories. The Backoff algorithm of IEEE 802.11p is adjusted according to the different density environment of vehicle nodes. The original binary exponential Backoff algorithm (VBA), which can adjust the change mechanism of competition window according to the environment of nodes, is replaced by the original binary exponential Backoff algorithm, which reduces the possibility of invalid Backoff of nodes in sparse environment. It reduces the probability of message collision in dense environment and improves the network performance. Finally, a simulation platform based on Vanet Mobisim and NS2 is built. Two improved algorithms are implemented in the city V2V unicast scenario, and the packet loss rate, fairness, delay of the original protocol and the IEEE802.11p protocol, which have been updated by the two improved algorithms, are compared respectively. Simulation results show that VEDCA algorithm and VBA algorithm can improve network fairness, reduce access delay, and effectively improve network performance. Some references are provided for the connection between VANET network protocol and traffic characteristics and the optimization of VANET network protocol.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U495;TN929.5;TP391.44

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本文編號(hào)：1434148