无线车载网络接入及行车数据交换关键技术研究

无线车载网络是未来智能交通系统的重要组成部分，本项目旨在研究无线车载网络接入及行车数据交换相关关键技术，探索能同时并有效支持行车安全应用和商业服务的无线车载网络方案。通过建立无线车载网络分段分簇自适应拓扑控制和优化算法，基于DSRC信道模型研究多信道的MAC接入控制和资源分配策略，并研究分段分簇及多信道切换情况下的数据路由和传输机制，从而在无线车载网络中实现及时可靠的行车数据交换，并有效利用带宽资源提供因特网接入服务。通过建立性能分析模型，对网络拓扑、信道接入和服务质量进行深入评估，探索优化控制途径。在当前我国汽车保有量迅猛增加、交通状况呈现恶化趋势的背景下，研究成果可广泛应用于行车安全控制和交通流量疏导，将为采用技术手段减少交通事故、改善交通状况和行车体验提供理论指导。

本项目围绕无线车载网络中的拓扑控制与优化、信道接入与资源分配、多跳网络数据交换等问题，探索实现及时可靠的行车数据交换以及稳定公平的网络接入服务的方案。.首先，对无线车载网络拓扑控制及消息路由传输优化机制进行了研究，提出了一种高效的车载自组织网络紧急消息广播机制，具有较低的潜在危险区覆盖延迟和较低的信标开销。.其二，深入研究了网络自适应传输控制与服务质量机制，提出了（1）一种自适应的功率和消息速率控制方法，明显优于固定控制方法；（2）一种行车安全应用及非行车安全应用共存的分层自适应的消息速率控制机制，自适应控制机制亦明显优于固定的控制方法；（3）一种异构流量应用的MAC层自适应传输机制，有效地提高了带宽和能量的使用效率；（4）一种基于吞吐量的速率自适应机制，使得网络性能显著提升；（5）一种协作自适应的QoS控制框架，这对DSRC在高效协作道路安全应用中的成功运用将起到关键作用。.其三，深入开展了无线车载网络接入控制与资源分配策略研究，提出了（1）一种新的无线网络随机接入机制，可显著提升网络接入容量；（2）一种基于能量效率的下行链路资源分配方法，实现了一种兼具公平性和能效性的子载频分配方案；（3）一种上行链路的蜂窝间干扰的建模分析方法，并通过仿真进行了验证。.其四，从多方面开展了无线网络能效二元功率控制建模及其性能优化分析，并研究了QoS约束条件下的能效二元功率控制问题，相关研究成果将逐步应用于无线车载网络环境。.此外，对非协作式共存的无线通信网络进行了调研分析，提出了一个有助于理解协作式共存的无线通信网络性能的分析模型，并通过仿真对该分析模型进行了验证。.后续，课题组将在已有研究成果的基础上，进一步在无线车载网络拓扑设计、路由机制、资源分配、服务质量、能效分析等方面全方位深入地开展研究工作。