宋勝曦　王建新

摘 要：車載自組織網(wǎng)絡(luò)（VANETs）是一種傳統(tǒng)移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)在道路交通領(lǐng)域中的一種特殊應(yīng)用。通過將車載網(wǎng)絡(luò)中的車輛節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分簇，把整個(gè)車載網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)小型的自組織網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)的管理與維護(hù)變得更為簡單。但是，當(dāng)兩個(gè)獨(dú)立的簇相互靠近時(shí)，碰撞問題就難以避免。本論文針對基于IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn)的分簇網(wǎng)絡(luò)，提出一種解決兩簇時(shí)隙碰撞問題的方法。當(dāng)然，研究者們可以將該方法延伸到其余協(xié)議上。

關(guān)鍵詞：車載網(wǎng)絡(luò)；簇；時(shí)隙碰撞；IEEE1609.4

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.122

1 引言

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車的普及，道路交通安全形勢日趨嚴(yán)峻，行車安全已成為全世界最為關(guān)注的的公共安全問題之一。現(xiàn)在人們的生活越來越離不開汽車，人們對車輛的增值服務(wù)應(yīng)用也提出了更高的要求。因此，車載自組織網(wǎng)絡(luò)的概念應(yīng)運(yùn)而生。車載自組織網(wǎng)絡(luò)是將移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在交通道路上，通過車輛與車輛、車輛與路邊單元（RSU）的相互通信來構(gòu)成統(tǒng)一的無線通信網(wǎng)絡(luò)。

車載網(wǎng)絡(luò)采用IEEE802.11p作為底層協(xié)議來保證通信的可靠性。IEEE802.11p協(xié)議是從IEEE802.11協(xié)議基礎(chǔ)上修改而來的協(xié)議，針對高速移動(dòng)環(huán)境中車輛與車輛、車輛與路邊單元之間的通信而提出的一種解決方案。IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn)作為IEEE802.11p的延伸，信道由同步間隔組成，每個(gè)同步間隔分為控制信道間隔和服務(wù)信道間隔。在控制信道間隔上交換安全信息和控制信息，在服務(wù)信道間隔上進(jìn)行服務(wù)信息的交換。車載網(wǎng)絡(luò)中，車輛的高速移動(dòng)性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?。通過分簇方法，將網(wǎng)絡(luò)按照一定的規(guī)則劃分成不同的簇，每個(gè)簇都會(huì)選擇一個(gè)簇頭，并對其所在的簇進(jìn)行管理。但是這種分簇方法，車輛節(jié)點(diǎn)難免會(huì)產(chǎn)生碰撞問題。本論文針對基于IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn)的分簇網(wǎng)絡(luò)，提出一種解決兩簇時(shí)隙碰撞問題的方法。

2 幀結(jié)構(gòu)

IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn)將信道分成同步間隔，每個(gè)同步間隔包含一個(gè)控制信道間隔以及一個(gè)服務(wù)信道間隔。由于我們使用TDMA方案，所有的車輛節(jié)點(diǎn)控制信道上都能獲得時(shí)隙，每個(gè)簇成員（CM）接入一個(gè)時(shí)隙，簇頭（CH）接入一個(gè)時(shí)隙，簇頭通過接入的時(shí)隙廣播對簇的管理信息，廣播安全信息以及對業(yè)務(wù)信道接入時(shí)隙的分配方案。

如圖1所示，本論文將控制信道的最后一個(gè)時(shí)隙作為協(xié)作時(shí)隙。沿著車輛行駛的方向，簇頭會(huì)選出一個(gè)位置穩(wěn)定在簇內(nèi)的前端的車輛節(jié)點(diǎn)作為協(xié)作節(jié)點(diǎn)，并將協(xié)作時(shí)隙分配給它。也就是說，該協(xié)作節(jié)點(diǎn)在一個(gè)控制信道間隔上接入兩個(gè)時(shí)隙。通過協(xié)作節(jié)點(diǎn)接入的協(xié)作時(shí)隙來解決兩簇時(shí)隙碰撞問題。

3 時(shí)隙碰撞解決方法

如圖2所示通信場景，假設(shè)CM1是簇頭1選擇的協(xié)作節(jié)點(diǎn)，簇1（C1）與簇2（C2）相互靠近時(shí)，如圖3，兩簇解決時(shí)隙碰撞問題的具體過程如下：（1）CM1在協(xié)作時(shí)隙上廣播C1的時(shí)隙表，在這個(gè)時(shí)隙時(shí)所有節(jié)點(diǎn)必須切換到控制信道上來偵聽該時(shí)隙；（2）當(dāng)CM6收到C1的時(shí)隙表后，將C1時(shí)隙表轉(zhuǎn)發(fā)給CH2，并告知協(xié)作節(jié)點(diǎn)已經(jīng)收到時(shí)隙表；如果簇內(nèi)其余成員也收到C1的時(shí)隙表后收到CM6轉(zhuǎn)發(fā)的C1的時(shí)隙表，自動(dòng)刪除C1的時(shí)隙表；（3）CH2接收到CM6轉(zhuǎn)發(fā)的C1的時(shí)隙表后，修改碰撞時(shí)隙后，將新的時(shí)隙表廣播給簇成員，簇成員按照新的時(shí)隙表接入時(shí)隙；（4）CM6接收到CH2的新的時(shí)隙表后，按照新的時(shí)隙表找到自己的時(shí)隙接入后，并轉(zhuǎn)發(fā)該時(shí)隙表給CM1；（5）CM1接收到CM6轉(zhuǎn)發(fā)的C2的時(shí)隙表后，轉(zhuǎn)發(fā)給簇頭，并釋放接入的協(xié)作時(shí)隙。

4 結(jié)語

本論文在IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn)的分簇網(wǎng)絡(luò)下，提出一種解決兩簇時(shí)隙碰撞問題的方法。簇頭選擇出一個(gè)協(xié)作節(jié)點(diǎn)，由協(xié)作節(jié)點(diǎn)接入到控制信道最后一個(gè)時(shí)隙并發(fā)送所在簇的時(shí)隙表來消除簇間時(shí)隙碰撞。但是本論文只是提出一個(gè)方法，如何將該方法運(yùn)用到協(xié)議中是我們未來工作的重點(diǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)：

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[5]M.S.Almalag，S.Olariu，and M.C.Weigle，“Tdma cluster-based mac for vanets （tc-mac），”in World of Wireless， Mobile and Multimedia Networks （WoWMoM）， 2012 IEEE International Symposium on a.pp.1-6，June 2012.

作者簡介：宋勝曦（1989-），男，福建福州人，在讀碩士，研究方向：車載網(wǎng)絡(luò)。