《車載自組網中基於運動預測的介質訪問控制協定研究》是依託中南大學，由黃家瑋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：車載自組網中基於運動預測的介質訪問控制協定研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃家瑋
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
車載自組網具有著節點移動速度快、信道競爭強和不公平性突出等特性，如何設計車載自組網的介質訪問控制協定來保證數據信息的快速、高效和公平傳輸就成為了一個重要問題。本課題基於運動預測模型，對車載自組網介質訪問控制協定的節點競爭和合作機制、速率和功率調節算法方面展開研究。課題首先基於車輛真實移動軌跡建立車輛移動模型，以指導介質訪問控制協定的設計；研究自適應隨機退避機制，設計基於CSMA和TDMA的信道競爭混合機制，實現靈活、高效和低延時的時間退避；為保證穩定和快速的傳輸，研究基於運動趨勢預測的中繼節點優選接入機制；提出中繼節點的競爭視窗動態調節算法，以提供多跳連線路徑的公平性；同時研究結合傳送速率和功率調節的空間退避機制，提升車載自組網的空間復用率和傳輸效率。本課題對介質訪問控制協定的研究將為車載自組網路的穩定運行和性能最佳化提供可以借鑑的理論與技術支撐。
結題摘要
在智慧型交通系統中，車載自組網正逐漸成為了車載通信的主流技術，通過車輛-基站和車輛-車輛之間通信提供了各種網路套用服務。由於車輛的快速移動特性，設計低延時、高可靠和公平的信道接入控制協定、訊息轉發機制和傳輸控制方法變得具有挑戰性。在國家自然科學基金的支持下，我們針對無線信道接入控制算法、延遲容忍轉發技術和公平擁塞控制展開了研究。同時，我們還對數據中心網路的傳輸控制協定展開了研究。 （i）無線信道接入控制。針對保證行車安全的事故預警服務套用，我們提出了一種基於IEEE 802.11p協定的多跳廣播協定，根據車輛密度自適應地選擇轉發節點。針對無線多跳信道傳輸，我們提出了一種在MAC層和傳輸層聯合擁塞控制的方法。針對無線多跳傳輸中信道錯誤和擁塞導致丟包原因難以區分的問題，提出了一種基於ECN反饋的擁塞感知方法，有效地提升了無線傳輸的信道利用效率。 （ii）延遲容忍轉發技術。針對延遲容忍的多副本轉發機制中有限的節點資源被大量的訊息副本迅速耗盡的問題，我們提出一種基於機率接納和丟棄的擁塞控制算法，實現了較小的開銷和較高的訊息到達率。我們提出了一種擁塞程度自適應的端到端確認機制，利用訊息丟棄次數與複製次數的比值評估節點的擁塞程度，並實現確認訊息傳輸方式的動態切換，有效降低了資源消耗和延時。 （iii）公平擁塞控制。我們首次指出ACK包過分侵占接入節點快取是造成上下行TCP不公平問題的直接原因，並提出了保證上下行公平的快取管理算法。針對多跳無線傳輸的跳數不公平問題，我們提出了一種保障公平性的快取分配控制方法。 （iv）數據中心網路傳輸協定。針對延時敏感套用服務，我們提出了一種擁塞避免階段的增窗方法，使得視窗的增長速度線上性增加和指數增加之間自適應變化，從而加快頻寬探測過程，有效提升了頻寬利用效率。針對TCP Incast問題，我們提出了一種基於跨層擁塞感知的自適應請求分批調度算法，根據鏈路的擁塞狀況動態調節並發請求傳送速率。 總體上，項目組取得了較好的研究成果，在International Journal of Communication Systems、Computer Communications、Transaction on Computer、GLOBECOM和WCNC等期刊和國際會議上發表和錄用了16篇學術論文，同時申請了4項發明專利。
