基于博弈论车载自组网mac层混合协议的研究

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1、摘要车载无线自组织网络(VehicularAdHocNetworks，VANET)是一种应用于交通领域，网络环境动态变化的无线自组织网络(AdHocNetwork)。由于VANET网络具有节点移动速度快、网络拓扑结构动态变化等特征，设计可靠的、高效的通信协议是VANET网络中具有挑战性的研究课题，其中介质访问控带U(MAC)协议是通信协议中最为重要的关键协议之一。本文将对VANET网络的MAC协议进行深入细致的研究。MAC协议是VANET网络研究领域的基础协议，它提供有效的调度机制为网络中的节点分配有限的无线信道资源。其性能的好坏对无线信道的利用率和整个网络性能起着至关

2、重要的作用。要将VANET网络应用于城区环境，由于城区环境相对复杂，节点要在有限的时间内接入网络将会造成更大的冲突，传统接入协议的性能表现难以满足城区环境下车载通信网络对信道接入机制提出的要求，本文研究了应用于VANET中的MAC协议，主要贡献及创新点如下：1、针对VANET网络拓扑结构动态变化和资源分配不公平的现象，本文提出了基于非完全合作博弈方法的混合MAC协议GH．MAC。在此方法中，首先根据VANET网络中各节点对信道资源的竞争特性，提出多节点竞争信道的非完全合作博弈模型，然后根据博弈的纳什均衡解自适应调整竞争参数(最小竞争窗口)。最后，依据合理的时隙分配算法，

3、形成在高负载时采用TDMA时隙分配方式接入信道，在低负载时采用基于博弈方法的竞争接入机制。2、利用交通仿真软件UdelModels搭建了城区环境车辆仿真场景，使车辆节点的移动受拓扑环境的约束，较真实的模拟了城区环境车辆的运动轨迹。并进一步结合网络仿真软件NS2实现了NS2与UdelModels的联合仿真。使用NS2网络仿真工具对相关设计方案进行了仿真性能评估。以仿真数据为依据，从信道利用率、丢包、公平性和吞吐量四个方面对改进的混合型接入协议进行性能评估。结果表明，基于非完全合作博弈的混合型接入协议无论是在高负载还是低负载条件下都具有较高的信道利用率以及较高的公平性。与此

4、同时，基于非完全合作博弈的混合接入协议对节点速度的变化表现出了较高的稳定性。关键词：VANET，非完全合作博弈，混合接入协议，CSMA，TDMAABSTRACTVehicularAdHOCNetworksisakindofMobileAdHOCNetworkswiththecharacteristicsofnodesmovefast,dynamictopologicstructureofthenetworkenvironment．Designareliableandefficientcommunicationprotocolisachallengingresearcht

5、opicintheVANET,andthemediaaccesscontrol(MAC)protocolisoneofthemostimportantprotocolofthecommunicationprotoc01．111isdissertationisdeeplyresearchedtheMACprotocolsinVANETnetworks．MACprotocolisthefoundationofVANETnetworkresearchfield，itprovideseffectiveschedulingmechanismtomakemultiplenodess

6、harelimitedwirelesschannelresources．MACprotocolplaysadecisiveroleontheutilizationrateofwirelesschannelandtheentirenetworkperformance．Duetotheurbanenvironmentisrelativelycomplex,nodeaccessintonetworksinthelimitedtimewillleadtogreaterconflict,traditionalaccessprotocolperformanceisdifficult

7、tocontenttheurb锄ellvironmentvehiclecommunicationnetworkofchannelacl2essmechanism．Themaincontributionandinnovationofthispaperareasfollows：】、InordertosolveproblemofthelimitedapplicationofthecompetitiveandreserveMACprotocolsunderdifferentnetworkenvironment,thisdissertationpr