车联网mac层关键技术研究

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1、车联网MAC层关键技术研究唐迪2015年12月中图分类号：TN929.5UDC分类号：654.1车联网MAC层关键技术研究作者姓名唐迪学院名称信息与电子学院指导教师王华教授答辩委员会主席刘家康教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月ResearchonkeytechnologiesofMAClayerinVANETCandidateName：TangDiSchoolorDepartment:InformationandElectronicsFacultyMent

2、or:Prof.WangHuaChair,ThesisCommittee：Prof.LiuJiakangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外

3、，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要车联网是车载自组织网络(VehicularAdHocNetwork，VANET)的简称，是一种应用于交通领域的无线自组织网络(AdHocNetwork)。美国电气与电子工程师协会（IEEE:InstituteofElectricalandElectronic

4、sEngineers）成立了专门的无线接入技术标准小组，制定了应用于车联网环境的WAVE（WirelessAccessforVehicularEnvironments）协议簇。它主要由IEEE802.11p以及IEEE1609系列协议组成。本文重点研究WAVE协议簇中的IEEE802.11p协议，首先研究其单播协议性能分析模型，然后针对控制信道上周期性广播的性能缺陷提出改进的方法，之后对车联网的分簇算法进行了研究和探讨。主要研究内容如下：1.研究了基于IEEE802.11p的车联网单播协议的MAC层性能分析模型。

5、主要分为两个部分第一部分为二进制指数退避算法的节点状态建模，第二部分为系统性能的分析模型。第一部分中分析了现有模型之间的区别。在第二部分中提出了一种准确且易于扩展的性能分析模型，通过NS3仿真证明了理论分析结果的正确性。2.研究了基于IEEE802.11p的车联网中控制信道上的周期性广播问题。分析固定窗口广播所带来的性能瓶颈，考虑网络中节点密度较大时消息碰撞急剧上升由此导致的投递率显著降低的问题。然后本文分析了一种基于竞争节点数优化最小竞争窗口的方法。在此基础上分析车联网环境的隐藏终端问题，并考虑接入的实时性保证

6、，由此提出一种优化的广播最小竞争窗口的调整算法，并通过NS3仿真比较了算法的性能。3.研究了车联网的分簇算法，分析了WAVE体系下基于IEEE802.11p的车联网协议分簇算法结合多信道操作的可行性。同时在分析已有的分簇算法基础上，考虑车辆的位置、速度、行驶方向与路径，提出了一种结合多信道操作并且连接稳定的车联网分簇算法。通过NS3与SUMO联合搭建仿真平台，对算法进行了仿真实现，验证了算法性能。关键词：802.11p；MAC；广播；分簇I北京理工大学硕士学位论文AbstractVehicleNetworkist

7、heabbreviationofVANET(VehicleAdHocNetwork),whichisakindofwirelessadhocnetwork.Aspecializedwirelessaccesstechnologystandardsgroup,whichhasbeenestablishedbyInstituteofElectricalandElectronicsEngineers（IEEE）,developedtheWAVE(WirelessforVehicularEnvironments)prot

8、ocolstackforthecommunicationbetweenvehicletovehicleandvehicletoinfrastructure.WaveiscomposedofIEEE802.11pprotocolandIEEE1609protocolstack.Inthispaper,wefocusontheIEEE802.11pprotocol,andin