车联网中基于权重因子的时分多址资源调度方案

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为了给驾驶人提供安全、效率、娱乐等服务,全球很多地区和国家已经在进行建设智能交通系统。目前已经有多种形态的车载通信为驾驶人提供着位置、气象和道路情况等各种信息,并且随着相关技术的发展,其领域将渐渐扩大。  当前车辆通信在人们生活中起的作用越来越大,IEEE在802.11标准中支持车辆无线接入,在MAC层采用基于竞争的CSMA/CA方式来支持多址接入。IEEE标准的CSMA/CA是DCF和EDCA的混合协调功能,利用各个节点的不同帧间间隔和退避时间,避免冲突,并保证服务质量。不过当该过程参与竞争的节点较多时,接入冲突的概率也会变高,会发生过度信道让费的问题,从而不能保障紧急消息的适时传输。  基于以上问题,本文在车辆无线通信上提出基于权重因子的时分多址(TDMA)资源调度方案。时分多址基于非竞争,没有接入冲突。但是需要同步和资源调度的过程。本文主要在资源调度方面进行研究,建议设定三个权重因子,在每一帧上计算系统内整个服务节点的权重因子,然后判断是否分配时隙资源。  权重因子由信道质量、移动速度和优先级三个因子来确定。从而,可以给信道质量良好、速度较快和具有高优先级消息的服务节点较多的传输机会,这样便可以满足紧急或重要消息的适时要求、而且服务节点之间公平性也会得到保障。  本文对车联网环境下的两种无线接入方式进行了MATALB仿真,得出基于权重因子的时分多址在车辆数较多时一定的结论,即系统整体的吞吐量和每一服务节点的公平性之间的关系。并扩展到切换系统、自组织时分多址、车辆之间中继通信和多信道操作等更多样、更现实应用的各种情况。这些研究结果将实现更多车辆的更稳定的信息交互。
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