解析车载自组网的发展与应用情况

文章摘要：综合以上物理层的特性，对于车载自组网物理层的选择标准初步总结如下：①适合节点高速移动，初步设计移动速度上限为150km／h；②通讯距离在lkm左右；③带宽在1Mbit／s左右；④实时性强，支持同步，传输延时足够小；⑤频率最好是免费频段（可以考虑2.4GHz的ISM免费频段）。4 MAC层协议MAC协议是报文在信道上发送和接收的直接控制者，它的优劣直接影响到极为有限的无线资源的使用效率，对车载自组网的性能起着决定性的作用。MAC层除了需要解决隐藏终端，暴露终端和资源分配的公平性等普遍问题外，车载自组网特定的应用环境和业务需求是其要面临的特殊问题：如车载终端移动速度快，网络的拓扑结构高度动态变化，

解析车载自组网的发展与应用情况,标签：电路设计,http://www.88dzw.com

　　综合以上物理层的特性，对于车载自组网物理层的选择标准初步总结如下：

　　①适合节点高速移动，初步设计移动速度上限为150km／h；

　　②通讯距离在lkm左右；

　　③带宽在1Mbit／s左右；

　　④实时性强，支持同步，传输延时足够小；

　　⑤频率最好是免费频段（可以考虑2.4GHz的ISM免费频段）。

　　4 MAC层协议

　　MAC协议是报文在信道上发送和接收的直接控制者，它的优劣直接影响到极为有限的无线资源的使用效率，对车载自组网的性能起着决定性的作用。MAC层除了需要解决隐藏终端，暴露终端和资源分配的公平性等普遍问题外，车载自组网特定的应用环境和业务需求是其要面临的特殊问题：如车载终端移动速度快，网络的拓扑结构高度动态变化，需要支持突发的优先级高，实时性强的交通安全类业务应用，许多实时业务需要以广播形式发送等。因此，基于自组网的车载通信系统MAC协议需要具备以下特征：

　　①支持车辆高速移动性；

　　②保证通信的实时性和可靠性；

　　③具有较好的可扩展性；

　　④具有较高的带宽利用率；

　　⑤采用全分布式自组网方式；

　　⑥为每个用户提供公平的通信机会；

　　⑦提供高效、及时的广播机制。

　　4.1 帧结构

　　由于目前所应用的车载自组网物理层一般是基于802.11标准和UTRA.TDD技术的，因此建立在物理层之上的MAC层的帧结构一般也是有两类的。

　　由于需要将中心式结构的UTRA.TDD应用到分布式系统中，所以要在很多方面做出调整和改进。首先对MAC层的帧结构进行重新设计，每一帧的时长为10ms，每一帧由15个时隙构成，每4帧又构成一个超级帧，如图2所示。

www.88dzw.com

www.88dzw.com

　　4.2.3 CSM CA和RR—AL OHA 的比较

　　对于常见自组网一般采用两种类型的MAC协议：一种是基于CSMMCA的异步竞争式MAC协议，另一种是基于时隙的同步预约式MAC协议。

　　不过对于车载自组网的特殊性，预约式的同步MAC协议效果可能更好些。表2对CSMA／CA 和RR—ALOHA 这两种MAC协议进行了简单的比较。

　　这两种MAC协议各有利弊，通过进一步分析，似乎RR—AL OHA更适合于在车载自组网中使用，但是在RR—ALOHA中不能忽视的一点是，节点通信范围内的邻居节点数不能超过1帧中的时隙数。

　　4.2.4 令牌环

　　除了基于CSMA／CA和时隙类的MAC协议外，还有一些其他类型的MAC协议，如令牌环。在具备GPS系统的车辆问可以使用基于非竞争性的令牌环接入方式（如WTRP协议），以提高信道利用率，避免信道冲突，更能满足车辆间安全预警通信的时延要求。在车载自组网中应用令牌环的主要思想：在广播信道上通过令牌组成逻辑环来控制信道的接入，为表述方便，称本车辆（对应通信网络中的本地节点）为TS（this station）；前一车辆（对应通信网络中的上一节点）为PS（previous station）；后续车辆（对应通信网络中的后续节点）称为NS（next smtion）。考虑实际车辆队列中，设车辆A，B，C构成队列，队列内采用无线令牌环协议，三辆车组成逻辑令牌环，令牌传递顺序为A—B—C—A。设某一时刻B为令牌拥有者，令B为TS，相应的A为PS，C为NS。网络结构示意如图6所示，图中箭头方向表示令牌传递方向，当车辆持有令牌后才能开始进行数据的发送，而那些没有持有令牌的车辆只能进行数据的接受。当传送完一定的数据后，令牌拥有者把令牌传递给后续车辆，开始下一辆车的数据传送。

上一页  [1] [2] [3] [4]  下一页