车载自组织网络QoS关键技术研究

摘要

车载自组织网络环境中，车辆节点的高速移动特性不仅使得网络拓扑频繁多变，对MAC层协议与路由协议的设计造成很大困难，同时也对无线信号产生影响。车辆行驶在隧道或建筑物密集、多障碍物道路环境中时，受到道路环境的作用，无线信号经过障碍物反射后多个路径造成符号间干扰，通信双方建立的信道多径衰落严重，致使本身就不稳定的链路变得更为不可靠，极大地影响了车载组织网络的通信质量。在各类因素的影响下，仍然需要有相应的措施保证车载自组织网络的高实时与高可靠性QoS服务质量，本文重点对保障这两项要求的关键技术进行研究，主要包括车载自组织网络的体系结构，MAC层信道访问控制机制以及路由协议这三个方面。
　　首先对层次化与一体化的网络体系结构设计思想进行分析，通过对比各自的优缺点，指出太过狭隘的设计理念并不适合车载自组织网络这类特殊的移动自组织网，而兼顾层次化功能分解，数据流可跨层或逐层灵活性传递的体系结构更适合车载自组织网络。
　　其次，分析了MAC层所采用的信道访问控制机制EDCA虽然较DCF有了很大的提升，但在信道竞争和保障实时性方面仍然存在问题，所以本文提出了改进策略，即采取细化AC优先级，设定AC优先级因子、依据冲突率与优先级因子动态调节竞争窗口、改进内部和外部竞争机制的方法得到自适应A-EDC A信道访问控制机制，以保障高实时性要求的VANET应用，仿真结果显示，A-EDCA机制在平均时延、平均时延抖动和吞吐量上都取得比EDC A更理想的效果。
　　最后，本文综合阐述了TBR、PBR和MBR三类代表性路由协议的优缺点，经过分析认为GPSR路由协议更适合车载自组织网络环境，但GPS R路由协议在贪婪转发上的缺陷易引发丢包问题，所以本文结合以位置、车速和方向角预测邻居节点、筛选合适的下一跳、转发分组时考虑路由维持时间三个策略，对GPS R路由协议进行了基于位置和时间预测的改进，得到PMPT-GPS R路由，仿真证明在降低时延和丢包率方面，PMPT-GPSR比GPSR路由协议更具优势。

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第一章 绪论

1. 1 研究背景

1. 2 国内外研究现状

1. 3 研究内容、目的及意义

1. 4 本文结构

1. 5 本章小结

第二章 车载自组织网络概述

2. 1 车载自组织网络

2. 2 车载自组织网络的体系结构

2.3IEEE 802.11p

2. 4 车载自组织网络的特点

2. 5 车载自组织网络的应用

2. 6 车载自组织网络的关键技术及面临的挑战

2. 7 本章小结

第三章 车载自组织网络MAC层信道访问控制机制研究

3. 1 MAC层协议概述

3. 2 EDC A信道访问控制机制

3. 3 EDC A信道访问控制机制的分析与改进

3. 4 A-EDC A信道访问控制机制仿真分析

3. 5 本章小结

第四章 车载自组织网络路由协议研究

4. 1 车载自组织网络路由协议概述

4. 2 车载自组织网络路由协议分类

4.3 GPSR路由协议

4.4 GPSR路由协议的分析与改进

4.5 PMPT-GPSR路由协议仿真分析

4. 6 本章小结

总结与展望

论文总结

论文展望

参考文献

致谢