高速环境下车车通信网络的MAC层接入协议研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zhang11289
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智能交通系统(ITS)下的车车通信技术已经成为最近几年学术和研究的热点问题。在本文中,我们重点介绍了在高速公路环境下基于周期性位置信息发送的一种媒体接入控制方法---自组织时分复用多址接入技术。快速变化的路况使得发送接收信息必须要有一个时间限制,所以对于整个车载系统来说,及时与可预测的信道接入对于整个系统格外得重要。然而,应用在802.11p中的传统MAC层随机接入机制使得一个节点可能丢掉其发送的位置信息中的80%。我们根据仿真得到的结论是,目前在国际上普遍使用的的802.11p通信标准中,带有冲突避免机制的载波侦听多路访问(CSMA/CA)接入协议,不能够保证严格意义上的实时通信,不能满足高速公路中快速可靠的通信。本文在分析研究传统的几种随机接入机制的基础上,借鉴AIS系统中船舶通信系统的STDMA机制,将STDMA应用在高速公路车车通信系统中。应用该技术,不管竞争信道的用户节点有多少,每个节点总是能够获得可以预估的信道接入资格,并能够预估最大的接入时延不到一个SI的时间,这种时延还是很小的,也不存在大量发送数据掉包情况,仿真结果显示连续掉包5次以上的概率极小。根据STDMA的机制,本文先介绍了数据在信道接入中的处理流程,然后借鉴其它文章中提到的相应的算法公式推出数据信息在无线链路中连续碰撞的概率。在实际仿真阶段,为了深入研究STDMA技术,本文根据相关协议描述,建立了一个仿真平台,在平台中建立了模拟高速公路路况的拓扑,并且拓扑中实时地变化,所有用户一直在互相交互信息,也就是说一直存在着信道预约和竞争。于是本文通过仿真,观察不同参数配置和条件下系统表现出的性能。仿真结果中,最关键的时隙复用率高低情况可以明确显现系统承受高负载高通信压力的能力。最后本文得到的结论是信道复用率在较大的时候会增大信息之间的干扰,那么在节点数量较小的情况下,可以调节参数配置节约系统资源,而在节点数量增多的情况下,为了减小复用率,可以调整位置信息感知范围等一些参数配置来大大提高系统性能。
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