第
31
卷增刊
2
2011
年
12
月
计算机应用
Vo
l.
31
Suppl. 2
Dec.2011
Journal of Computer Applications
文章编号:
1
∞
1
-9081(2011)S2-0
∞
5
-04
车载自组网链路接入协议对比分析
刘瑞霖,向勇
(清华大学计算机科学与技术系,北京
1
∞
084)
(lrlin@ csnet4. cs.
tsinghua.
edu.
cn)
摘
要:智能交通领域各种应用的发展对车载自纽网链路接入协议提出了新的挑战,对目前车载自纽网中的链
路接入协议进行了分类,分析比较了现有协议所采用的基本信息和链珞接入技术,指出了这些协议的不足。最后指
出充分挖掘利用链路状态信息和位直信息以及改进分布式时间协调算法是未来车载自组网
MAC
协议研究的关键。
关键词:车载自纽网;无线网络;介质访问控制;服务质量;协议分类
中固分类号:
TP3
93.04
文献标志码
:A
Analysis and comparison
of
岛
1AC
protocols in vehicular Ad-hoc networks
LIU
Rui-lin
,
XIANG
Yong
(Department
01
Computer
Science
and
Technolcgy
,
Tsi
咆
hoo
University
, Beijing
1
∞
084
,
Chi
阳)
Abstract:
Quality of service (QoS) demanded by various applications in Intelligent Transport System
(ITS)
strongly
challenges the Medium Access Control
(MA
C)
protocol in Vehicular
Ad-h
∞
Networks
(V
ANET). A classification of
MAC
prot
倪。,
ls
in V ANET was proposed firsùy. The comprehensive analysis and comparison were made to reveal the disadvantages of
MAC
prot
∞
ols
in the aspects of information used and
∞
mbination
utilization
of
elementary
MAC
methods. Finally the
author
百
indicated making full use of availble infomation and improving the distribututed time-scheduling algorithm were the keys of
future V ANET
MAC
protocols design.
Key
words:
Vehicular Ad-hoc Network
(V
ANET);
wireless network; Medium Access Control
(MAC);
Quality of
Se
rvice
(QoS);
classification of protocol
。
引言
车载自组网
(Vehicular
Ad-hoc Network,
VANET)
是智能
交通系统
(Intelligent
Transportation System ,
ITS)
领域的关键
技术之一,它通过车载节点间以及车载节点与路边基础设施
间的无线通信组成一个临时自制系统,为驾驶员和乘客提供
数据传输为基础的各种服务,不仅提高车辆行驶的安全性和
驾驶舒适性,而且让城市交通系统更加高效的运转
[1)
。
V
川
ET
作为移动自组网
(Mobile
Ad-h
∞
Network
,
MANET)
的特殊应用场景,在网络结构上继承了其无中心、自组织的特征。
车载节点快速移动加剧了网络拓扑的变化,带来更加突出的隐藏
终端、暴露终端以及信道质量不稳定等问题。在服务质量
(Qu
ality of
se
时
ce
,俗的方面车载自组网有更加明确的要求
[1)
。
这使
V
川口的研究相比较传统
M
川町的更为复杂。另一方
面,v.川口中的车载节点运动规则性、车载定位系统提供的运动
信息以及车载电源充足供电等特征为
V
川町研究提供的潜在
优势。
VANET
的网络特征造成
MANET
中的链路控制接人
(Medium Access Control,
MAC)
协议很难完全适应
VANET
的
环境,新的
MAC
协议需要设计快速、稳定且可扩展的链路接人
算法,实现信道公平,有效地利用带宽和多种服务质量保证。
1
车载自组网中的
MAC
协议
V
川
ET
中的
MAC
协议根据其使用的基本链路接人技术可
以分为基于载波监听技术的竞争接人
MAC
协议(
CSMA-based
Co
ntention
MAC
protoco
l)、分布式时间协调
MAC
竹·议(阴阳
buted
Time-
Sc
heduling
MAC
prot
∞咱,J)、基于空分多路接入技术的
MAC
协议
(SDMA-based
MAC
protocol)
、基于码分多路接人技术的
MAC
协议
(CDMA-based
MAC
protocol)
、基于忙音多路接人技术
的
MAC
协议(田'MA
-based
MAC
protocol)
五类。另外,有的
MAC
协议将节点根据某些特征组织成虚拟的组进行分层链路接入,本
文将它们归为基于组管理技术的链路接人协议
(αuster-
based
MAC
protocols)
。分类结果如图
1
所示。
802.1
lD
CF
CSMA-based
MACH~
EDCA
802.11p
RR-ALOHA
D
川
utedT
叶制
Scheduling
MAC
STDMA
V
l'v
fESH
SDMA-Based
MACH
ESDMA
ASDM
CDMA-based
MACH
CA-CDMA
MM-SA
BTMA-based
MAC
H1
PreempPrio-MAC
EBTMA-NIT
Cluster-based
MACH
CBMCC
MCTRP
图
1
车载自组网
MAC
协议的分类
1.
1
基于载波监昕技术的竞争接入
MAC
协议
在基于载波监听技术的竞争接人协议中,使用载波监听
(Carrier
Se
nse Multiple Access,
CSMA)
直接感知信道情况,并
根据请求发送/清除发送包
(Request
to Sen
d/
Clear
to
Send,
RTS/CTS
)中携带时间信息使用网络分配向量(
Network
收稿日期
:2011
-07
-14j
修回日期
:2011
-09
-18
0
基金项目:国家
863
计划项目
(2
∞
8AAOI
Z2
20)
。
作者简介:刘瑞霖(1
987
- )
,男,山东日照人,硕士研究生,主要研究方向:计算机网络、操作系统;
向勇(1
967
- )
,男,重庆人,副教授,博
士,
CCF
会员,主要研究方向:无线自组网、计算机协同工作。