車聯(lián)網(wǎng)緊急安全消息的多跳廣播協(xié)議研究.pdf

1、隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加，越來越多的交通事故給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生命安全帶來嚴(yán)重威脅，如何減少交通事故，避免車輛碰撞是車聯(lián)網(wǎng)安全應(yīng)用中主要解決的問題。安全應(yīng)用對(duì)無線通信的延遲和可靠性要求較高，而多跳廣播通信是實(shí)現(xiàn)高實(shí)時(shí)高可靠地傳輸消息的有效方式。
　　目前國內(nèi)外學(xué)者做了大量相關(guān)工作，但是還存在以下幾點(diǎn)問題:已有的基于MAC層的廣播協(xié)議選擇中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，忽略傳輸速率和發(fā)射功率的影響，使中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)能力過低，導(dǎo)致無法勝任轉(zhuǎn)發(fā)工作。以往交叉口處的廣播

2、沒有考慮真實(shí)交通環(huán)境的交通相位信息，如果選擇的中繼節(jié)點(diǎn)不是出道口的車輛，會(huì)增加了安全消息到達(dá)下一個(gè)路口的跳數(shù)和時(shí)間;現(xiàn)存交叉口處協(xié)議每選擇出中繼節(jié)點(diǎn)后廣播數(shù)據(jù)包，引起數(shù)據(jù)包冗余和廣播時(shí)延增大的問題;
　　針對(duì)上述問題，本文提出了直行道路上的有向廣播協(xié)議和交叉口處基于交通相位信息的多跳廣播協(xié)議，兩個(gè)協(xié)議都是基于BRTS/BCTS握手機(jī)制，該機(jī)制可以減輕隱藏終端，避免廣播風(fēng)暴。協(xié)議主要的改進(jìn)之處是:第一，選擇通信能力強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)

3、點(diǎn)，即除考慮距離、速度、誤包率外，還考慮了發(fā)射功率和傳輸速率;第二，在交叉口處，采用串行回復(fù)BCTS的策略，確保每個(gè)分支路段都有一個(gè)節(jié)點(diǎn)回復(fù)BCTS，都能選出一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，不僅保證安全消息在交叉口處分發(fā)的可靠性，還降低了安全消息的冗余度和廣播時(shí)延;第三，引入了象限的思想，根據(jù)交通相位信息建立交叉口相位矩陣，構(gòu)建交叉口區(qū)域劃分的統(tǒng)一模型，通過在有效區(qū)域上選擇中繼節(jié)點(diǎn)，保證消息以最短的時(shí)間和最少的跳數(shù)傳輸?shù)较乱粋€(gè)交叉路口;最后，以九個(gè)交叉路

4、口的碰撞避免為例，模擬仿真本文提出的多跳廣播協(xié)議。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)協(xié)議相比，本文協(xié)議中BCTS幀的碰撞次數(shù)、中繼選擇延遲和端到端延遲與CLBP對(duì)比后減少2.42％、2.40％和5.63％，IBSTP使每個(gè)路段的中繼節(jié)點(diǎn)都位于出道口，而AMB中繼節(jié)點(diǎn)位于出道口的數(shù)目小于等于路段數(shù)，廣播跳數(shù)與AMB相比每個(gè)交叉口最多減少6次，當(dāng)車輛密度大于20veh/km時(shí)，IBSTP和AMB的數(shù)據(jù)接收成功率基本保持一致，在降低延遲的情況下，保證可靠性沒有