EDCA冲突机制性能评价

EDCA冲突机制性能评价

无线传输技术与汽车应用的融合为网络运营商带来了巨大的机遇和挑战。两者结合形成的车载自组织无线网络（车载网）可作为智能交通系统的基本组成，实现车与车、车与路测单元的通信，传递辅助驾驶和避免事故发生的实时信息。车载网中需要解决的一个关键问题是服务质量。IEEE802.11p协议车载环境无线接入协议栈的底层协议，专门用于支持车载网下的应用。为解决该协议可能发生的信息冲突，建立了增强型分布式信道存取（EDCA）机制，其实质是一种惩罚机制，这常常会导致车载网的服务质量退化。本文则对EDCA的影响进行研究，并分析其对3种智能交通系统应用的影响。

IEEE802.11p协议物理层采用两种访问机制：一种是基本接入协议，该协议不区分消息的优先级；另一种是扩展层接入协议，EDCA定义了4个不同的接入类别，通过EDCA机制将不同的数据流按优先级分成不同的接入类别，从而保证车载应用的服务质量。EDCA定义的4个不同接入类别分别是：数据业务、视频探测、视频和音频。由于汽车行驶中发出的信息具有较明显的优先级，因而采用后一种访问机制。智能交通系统常见的3种应用：危险警告、距离测量和道路感知。其中，危险警告关系汽车安全，其发出的信息要求车载网能够低延迟、无丢失的传输，这类信息应当具有最高的优先级，其传输不需要进行等待；距离测量有助于汽车行驶时，保持安全距离，防止追尾，需要进行周期性的信息传输，传输频率一般设定为10Hz；道路感知可将检测后的道路特征图像发送到车载显示屏上，辅助驾驶员驾驶，其需要进行实时传输，不需要保证数据无丢失。基于二维马尔科夫链建立测量距离的数学模型，并对测量距离进行了仿真模拟，模拟场景设定为一段10km道路，汽车的平均行驶速度设定为20km/h（模拟交通阻塞的情况）。仿真结果表明，数学建模与仿真结果在一定程度上相互匹配，EDCA管理机制可以提供差异化服务。

NailaBouchemaletal. 2015IEEESymposiumon ComputersandCommunication，LarnacaJuly06-09，2015.

编译：张振伟