1、車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛之間相互通信，并且提供安全相關(guān)業(yè)務(wù)來(lái)減少交通事故，以及多媒體業(yè)務(wù)來(lái)向用戶提供信息、娛樂(lè)服務(wù)，近些年已經(jīng)逐漸成為無(wú)線通信領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。作為智能交通系統(tǒng)(ITS)不可或缺的一部分，車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)能夠完全以自組織、分布式的方式運(yùn)行，并且不需要路邊無(wú)線通信設(shè)備的介入。但是，由于車(chē)輛的高速移動(dòng)、拓?fù)涞目焖僮兓?、路邊基礎(chǔ)設(shè)備的缺失、以及惡劣的數(shù)據(jù)通信環(huán)境，使得車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源分配面臨相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。此

2、外，多跳無(wú)線傳輸面臨媒體訪問(wèn)控制(MAC)層的暴露終端、隱藏終端、公平性、可靠性問(wèn)題，以及網(wǎng)絡(luò)層的廣播風(fēng)暴問(wèn)題，使得車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)難以滿足各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求，例如，安全相關(guān)的業(yè)務(wù)需要快速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而多媒體業(yè)務(wù)需要高的吞吐量以及公平性。因此，設(shè)計(jì)高效的通信協(xié)議以滿足車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中各種業(yè)務(wù)QoS需求是迫切需要的。本文的研究成果總結(jié)如下:
　　(1)設(shè)計(jì)多信道令牌環(huán)媒體訪問(wèn)控制協(xié)議MCTRP。

3、　　當(dāng)節(jié)點(diǎn)密度增高時(shí)，傳統(tǒng)的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)采用的IEEE802.11協(xié)議分布式管理功能(DCF)使得數(shù)據(jù)幀碰撞不斷增加，延長(zhǎng)了數(shù)據(jù)信道訪問(wèn)時(shí)間，因而DCF難以保證車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中對(duì)時(shí)延有嚴(yán)格要求的安全類(lèi)業(yè)務(wù)QoS需求。盡管目前許多研究工作致力于減少安全信息的信道訪問(wèn)延遲，但是這些工作往往以降低信道利用率為代價(jià)，難以同時(shí)保證多媒體業(yè)務(wù)高吞吐量與安全業(yè)務(wù)低延遲。本文針對(duì)車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和應(yīng)用業(yè)務(wù)QoS需求，設(shè)計(jì)了一種多信道令

4、牌環(huán)媒體訪問(wèn)協(xié)議MCTRP。該協(xié)議采用IEEE802.11p的多信道結(jié)構(gòu)，通過(guò)自適應(yīng)的令牌環(huán)管理以及動(dòng)態(tài)的信道調(diào)度，車(chē)輛能夠被組織到工作在不同信道的令牌環(huán)。此外，本文建立了馬爾可夫鏈數(shù)學(xué)模型來(lái)動(dòng)態(tài)跟蹤環(huán)內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的變化，并且以此為基礎(chǔ)來(lái)分析MCTRP的性能，例如，平均環(huán)建立延遲、安全消息延遲、環(huán)的吞吐量等。最后，本文做了大量仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型，并與其它MAC協(xié)議作了性能比較。數(shù)學(xué)分析與仿真結(jié)果表明，MCTRP能夠快速、有效地傳遞安全

5、消息，進(jìn)一步提升多媒體業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)吞吐量，滿足了車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)不同業(yè)務(wù)的QoS需求。
　　(2)提出基于地理位置的單路由判據(jù)多跳廣播協(xié)議PMBP。
　　為了讓車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)能夠盡快地接收到安全類(lèi)信息，本文提出了一種基于地理位置的多跳廣播協(xié)議(PMBP)來(lái)快速?gòu)V播安全消息，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的輔助駕駛。PMBP在MAC層采用跨層的方法，在信息傳播方向上選擇傳輸距離范圍內(nèi)最遠(yuǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)

6、點(diǎn)，從而使得安全消息能夠以最快速度傳遞到遠(yuǎn)處節(jié)點(diǎn)。此外，本文建立了數(shù)學(xué)模型來(lái)分析PMBP的性能，例如，單跳內(nèi)接收節(jié)點(diǎn)數(shù)量、端到端延遲、廣播節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)的比例等。相對(duì)于IEEE802.11 DCF的廣播機(jī)制，PMBP能夠克服多跳信息廣播所面臨的諸多難題，例如，信息冗余、鏈路的不可靠性、隱藏終端、廣播風(fēng)暴等問(wèn)題，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　(3)設(shè)計(jì)基于信道質(zhì)量、移動(dòng)速度、以及地理位置的多路由判據(jù)多跳廣播協(xié)議CLBP
　　車(chē)

7、載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，惡劣的通信環(huán)境、信號(hào)的路徑衰落、以及車(chē)輛的快速移動(dòng)，使得數(shù)據(jù)幀的誤包率大大提高。發(fā)送節(jié)點(diǎn)往往因?yàn)闆](méi)有收到確認(rèn)信息而不斷重傳數(shù)據(jù)幀來(lái)增加信息的可靠性，從而延長(zhǎng)了鏈路層的傳輸時(shí)間。因此，對(duì)于多跳信息廣播，當(dāng)信道質(zhì)量較差時(shí)誤包率較高的遠(yuǎn)距離鄰居節(jié)點(diǎn)并不是理想的中繼節(jié)點(diǎn)。為了適應(yīng)車(chē)載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)物理信道特點(diǎn)，本文提出了一種多跳跨層廣播協(xié)議(CLBP)來(lái)傳輸安全類(lèi)信息。首先，一個(gè)新穎的復(fù)合式的中繼向量被提出用來(lái)進(jìn)行下一跳

8、中繼選擇，該中繼向量綜合考慮了車(chē)輛的地理位置、物理信道狀態(tài)、車(chē)輛的移動(dòng)速度?；诖酥欣^向量，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)分布式的中繼節(jié)點(diǎn)選擇協(xié)議，以此在消息傳播方向上選擇唯一的節(jié)點(diǎn)來(lái)可靠地中繼安全消息。同時(shí)，該協(xié)議改進(jìn)基于優(yōu)先級(jí)的IEEE802.11e EDCA機(jī)制用來(lái)保證安全類(lèi)業(yè)務(wù)QoS要求。此外，本文建立了數(shù)學(xué)模型來(lái)分析CLBP的性能，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算誤包率、中繼節(jié)點(diǎn)選擇延遲、安全消息訪問(wèn)延遲等性能指標(biāo)。數(shù)學(xué)分析與仿真結(jié)果表明，CLBP不僅能夠減