[发明专利]VANET中联合调整物理载波侦听范围与最小竞争窗口的拥塞控制方案

说明书

技术领域

本发明属于智能交通领域，具体涉及智能交通中信息传播领域。

背景技术

车辆与车辆之间的通信是作为未来智能交通系统一个很重要的因素而出现的，尤其是考虑到加强道路安全方面。VANET将允许快速的安全消息分发，增加司机对于视线外交通状态的认知。在欧洲和美国，5.9GHz的频谱已经分配用来进行车辆通信。在IEEE 802.11产品的基础上，IEEE 802.11任务组p在2010年发布了一个修订版，这个版本是专门为车联网环境下的无线接入（WAVE）所制定的标准。尽管IEEE 802.11p协议考虑到了VANET中诸如车辆间相对速度过高和连接的持续时间较短等特点，但是车载网络中的其它要求在该协议中并没有体现。因此，现在所需要关注的最重要的问题是在移动速度较高和车辆密度较大的条件下802.11p协议的MAC层拥塞控制问题。

在MAC层拥塞控制问题上，车载网的相关研究者进行了大量的工作，主要可以分为以下三类：第一类将重点放在数据速率的调整上。尽管这一方法在理论上是可行的，但是在实际的车载网络中受到了严峻的挑战。F.Bai等人在[F.Bai,D.Stancil,H.Krishnan Toward Understanding Characteristics of Dedicated Short Range Communication(DSRC)From a Perspective of Vehicular Network Engineers,Proceedings of the ACM Annual International Conference on Mobile Computing and Networking(MOBICOM 2010),pp.329-340,Chicago,September 2010]中通过一系列的实验研究指出QPSK是唯一一种适合在车载网中使用的数据速率调制方法；第二类将重点放在功率调整上。M.Torrent-Moreno等人在[M.Torrent-Moreno,J.Mittag,P.Santi,H.Hartenstein,Vehicle-to-Vehicle Communication:Fair Transmit Power Control for Safety-Critical Information,IEEE Transactions on Vehicular Technology,vol.58,no.7,pp.3684-3703,September 2009]中广泛研究了VANET中拥塞控制环境下传输功率的影响，并且提出了一系列重要的动态调整功率机制，目标是在高密度的车载网络环境下能够利用较少的功率进行信息传输。但是为了能够增加邻节点的消息接收概率，需要减少安全消息的覆盖范围，而安全消息都有明确的覆盖范围要求，因此，功率控制不能一直解决拥塞问题，尤其是在波动的信道条件下需要有特定的功率门限值；第三类是将重点放在最小竞争窗口和物理载波侦听调整上，这也是本发明研究的重点所在。R.Stanica等人在[R.Stanica,E.Chaput,A.-L.Beylot,Enhancements of IEEE 802.11p Protocol for Access Control on a VANET Control Channel,Proceedings of the IEEE International Conference on Communications(ICC 2011),pp.1-5,Kyoto,June 2011]中分析了最小竞争窗口对于V2V安全通信的影响，分析结果表明：应该改变当前标准中的最小竞争窗口值和退避机制来保证安全消息的传输。文献[Y.Yang,J.Hou,L.Kung,Modeling the Effect of Transmit Power and Physical Carrier Sense in Multi-Hop Wireless Networks,Proceedings of the IEEE Annual International Conference on Computer Communications(INFOCOM 2007),pp.2331-2335,Anchorage,May 2007]指出物理载波侦听在VANET的研究领域被忽视了，并且指出在WLAN中最优的载波侦听机制应该能够保证隐藏终端和暴露终端之间的均衡。然而在VANET的CCH信道上所有消息都是以广播的方式发送的，因此在CCH上不存在暴露终端。