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车用无线自组织网络(VANET)的设计目标是提供开放的公共交通安全服务,同时提高车辆驾驶的舒适性和高效性。为了规范其技术发展与应用,国际标准化组织IEEE成立了IEEE 802.11p和IEEE 1609工作组,专为VANET制定协议标准。在IEEE 1609.4标准中,信道被分为控制信道和业务信道,前者用于传输安全信息和控制信息,而后者则用于传输与安全信息无关的增值业务。IEEE 1609.4标准采用了固定长度的控制信道(CCH)时隙和业务信道(SCH)时隙,这种设计导致在网络拥挤的环境下,定长的CCH时隙无法提供足够的带宽来传输大量的安全及控制信息。另一方面,当网络节点数较少时,控制信道得不到充分利用,而此时需要传输大流量应用数据的业务信道受到了带宽的限制。业界亟待研究CCH与SCH信道资源的协同与优化分配技术,在保证可靠、实时传递安全信息的前提下,大幅度提升业务信道的传输性能。针对IEEE1609.4标准中存在的不足,本文研究了VANET控制信道与业务信道的协同技术,设计了可变CCH时隙的控制信道介质访问控制(VCI MAC)协议。VCI MAC协议继承了IEEE1609.4标准中的CCH时隙和SCH时隙划分策略,但具有以下两点创新:1)提供了业务信道的无竞争访问,实现了业务的优化调度;2)采用可变的CCH时隙,实现了CCH和SCH时长的动态优化配置。通过理论建模和仿真分析可以发现,VCI MAC协议比IEEE1609.4定义的MAC协议能够获得更高的饱和吞吐量和更低的数据包延时。本文在VCI MAC协议的基础上还设计了提供优先级服务的Q-VCI MAC协议。Q-VCI MAC协议侧重于提供业务信道上的QoS保证,它与VCI MAC协议相比主要有两点不同:1)节点在WSA时隙竞争对业务信道的访问时,不同优先级的节点会被赋予不同的最小竞争窗口值;2)在不同质量的业务信道上,节点所能获得的最高信道访问速率进行了优化设置,将高优先级的服务分配到传输速率较高的信道上去。通过理论推导和仿真分析,可以看出Q-VCI MAC协议在保证安全信息可靠传输的前提下,在业务信道上可以提供较好的QoS支持。