无线车载网链路层HCCA策略优化及服务质量研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:AsiaIT
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无线车载网(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)是智能交通的重要组成部分,它可以提供包括公共安全在内的各种应用。当车辆处于危险状态时,需要向周围车辆发送紧急信息,这些信息对服务质量(QoS)的要求是很高的。如何保证这些数据传输的QoS是个非常关键的问题。  802.11p协议沿用了802.11e协议中的链路层(MAC)策略HCCA(Hybrid Coordination FunctionControl Channel Access)以改善数据传输质量。然而,HCCA策略在VANET环境中网络性能很差,并不能很好的保证包括传输延迟、丢包率以及传输带宽在内的QoS需求。  论文首先针对802.11p协议中的MAC层HCCA策略提出了了优化策略;基于加权算法提出了新的数据包传输调度策略,并建立数学模型进行系统性能分析。仿真结果表明,与其他几种优化策略相比,该优化策略在高速公路的场景下,可以有效降低平均传输延迟,减少信息冗余,并提高系统的吞吐率。  然而,对于某些对延迟要求非常严格的数据传输来说,上述加权算法并不能完全保证延迟要求被满足,因此,论文在上述优化的基础上,提出了保障传输延迟的调度策略DG-HCCA(Delay Guaranteed-HCCA)。该策略应用马尔科夫决策过程(MDP)来进行进行数据包延迟预测,同时增加系统反馈机制来对性能指标进行定时监测,并根据监测结果调整系统阈值,使系统性能稳定,以达到保证传输延迟的目的。仿真结果表明优化策略的传输延迟要求基本可以得到保证,丢包率大幅减小,信道利用率也得到了很大提高。  随着系统中数据流的逐渐增多,数据包的 QoS要求不可能全部得到满足,这就需要控制节点对数据流进行接入控制(Admission Control),以达到最好的系统性能。论文据此提出了基于混合接入控制的数据流传输模型,通过延迟预测来对输入数据流进行调控,并根据MDP模型进行资源调整。仿真结果表明该接入控制方法可以很好的提高信道利用率,降低系统丢包率,传输 QoS也可以得到保证。  综上所述,论文主要对 HCCA策略进行优化,较好的解决无线车载网环境中的紧急数据传输问题,降低了传输延迟和丢包率,也可以较好的保证数据的QoS要求,有很好的应用前景。
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