基于速度与状态感知的车载网络接入退避算法

计算机工程与应用 ›› 2016, Vol. 52 ›› Issue (14): 105-109.

基于速度与状态感知的车载网络接入退避算法

杨博1，2，王杉1，石新新1

1.国防科学技术大学电子科学与工程学院，长沙 410073
2.中国人民解放军96172部队

出版日期:2016-07-15 发布日期:2016-07-18

Vehicle-speed-and-network-status-sensing based backoff algorithm for vehicular netwok access

YANG Bo1，2, WANG Shan1, SHI Xinxin1

1.College of Electronic Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2.Unit 96172 of PLA, China

Online:2016-07-15 Published:2016-07-18

摘要/Abstract

摘要： IEEE 802.11p协议是针对车载无线接入技术制定的MAC层和物理层标准，仍采用二进制指数退避算法，该算法不能根据车辆速度和密度作出调节，在V2I通信中，会造成严重的信道访问不公平和碰撞等现象，无法很好地适用于车载网络。针对上述问题，提出的算法在退避重传阶段，采用固定的最优竞争窗口，并能够根据车速和从路边单元获取的网络信息实时调整竞争窗口大小。模型分析和仿真实验表明，该算法可明显改善信道访问的吞吐量、公平性与可靠性。

关键词: 车载自组织网络, 车路通信, IEEE 802.11p, 公平性, 媒体访问控制协议

Abstract: IEEE 802.11p protocol is the MAC layer and physical layer standard designed for wireless access in vehicular environment. The backoff algorithm it utilized is Binary Exponential Backoff（BEB）. BEB doesn’t adjust along with the change of the vehicle speed and the network status, which will lead to serious unfairness and collision in vehicle-to-
infrastructure communications. So it can’t be well applied to the vehicular network. In order to solve these problems, a novel algorithm is proposed, which uses a constant optimal contention window in backoff process. The contention window can also be adjusted with the vehicle speed as well as the network status got from roadside units. The mathematical analysis and simulation experimental results show that the proposed algorithm in this paper can obviously improve the performance of channel access such as throughput, fairness, reliability and so on.

Key words: Vehicular Ad Hoc Networks（VANET）, Vehicle to Infrastructure（V2I） communication, IEEE 802.11p, fairness, Media Access Control（MAC） protocol

杨博1，2，王杉1，石新新1. 基于速度与状态感知的车载网络接入退避算法[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(14): 105-109.

YANG Bo1，2, WANG Shan1, SHI Xinxin1. Vehicle-speed-and-network-status-sensing based backoff algorithm for vehicular netwok access[J]. Computer Engineering and Applications, 2016, 52(14): 105-109.

[1]	冯贵兰，李正楠. 基于区块链的公平预付卡管理方案[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(24): 115-125.
[2]	聂梦飞，庞晓琼，陈文俊，弓世明，杨婷. 基于以太坊区块链的公平可搜索加密方案[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(4): 69-75.
[3]	刘辉1，2，颜飙1，赵瑞雪1. 基于烟花算法的D2D资源分配方案[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(8): 86-91.
[4]	杨文霞，王峥，李娜，马建芬. 轻量级移动支付协议LMPP的安全性分析与改进[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(16): 88-93.
[5]	李茜1，王峥1，马建芬1，李娜2. 轻量级移动支付协议公平性分析[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(19): 82-87.
[6]	刘建湘1，刘忆宁2. 双方参与的随机数生成和验证方案[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(18): 121-124.
[7]	刘期烈，贾梦芳，陈林，冯志宇. 城市环境中车载自组织网络路由算法[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(9): 121-126.
[8]	王莉莉1，陈国彬1，张广泉2，3. 认知无线电网络中基于公平性的功率控制方案[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(3): 144-148.
[9]	冯慧芳，王瑞. 衰落信道下车载自组织网络连通性分析[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(18): 133-138.
[10]	张刚，石润华，仲红. 车载自组织网络中基于身份的匿名认证方案[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(17): 101-106.
[11]	曹敦1，2，唐雨龙2，雷正保1. DSRC中一种考虑剩余时间的信道访问退避算法[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(13): 126-130.
[12]	顾为玉，苗付友，何晓婷. 基于二元对称多项式的公平秘密共享方案[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(13): 38-42.
[13]	曹敦1，2，唐雨龙2. DSRC中MAC层的一种动态优先级调度机制[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(10): 100-103.
[14]	周刘纪，刘开华，马永涛. 认知无线电中基于比例公平的资源分配方案[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(1): 81-88.
[15]	陶志勇1，袁永财2. 周期性采样的两步指数退避算法研究[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(1): 102-105.