1、 申请代码 F020808 受理部门 收件日期 受理编号 国家自然科学基金 申 请 书 国家自然科学基金 申 请 书(2 0 1 0 版)(2 0 1 0 版)资助类别：青年科学基金项目 亚类说明：附注说明：项目名称：车载网络时空关联性建模及自适应数据分发机理研究 申 请 人：陈颖文 电话：0731-84575804 依托单位：中国人民解放军国防科学技术大学 通讯地址：湖南长沙国防科技大学计算机学院网络工程系 邮政编码：410073 单位电话：0731-4572307 电子邮箱：ywch_ 申报日期：2010年2月25日 国家自然科学基金委员会 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 2 页
2、 版本 1.002.197 基本信息基本信息 yA6aE8zAmgM 姓名 陈颖文 性别男 出生 年月 1979 年 5 月 民 族 汉族 学位 博士 职称讲师 每年工作时间（月）10 电话 0731-84575804 电子邮箱 ywch_ 传真 0731-84575801 国别或地区 中国 个 人 通 讯 地 址 湖南长沙国防科技大学计算机学院网络工程系 工作单位 中国人民解放军国防科学技术大学/计算机学院网络工程系 申 请 人 信 息 申 请 人 信 息 主 要 研 究 领 域 无线网络与移动计算 名称 中国人民解放军国防科学技术大学 联系人 贾学卿 电子邮箱 依托单位信息 依托单位信息
3、电话 0731-4572307 网站地址 单 位 名 称 合作研究单位信息 合作研究单位信息 项目名称 车车载网络时空关联性建模及自适应数据分发机理研究 资助类别 青年科学基金项目 亚 类 说 明 附注说明 申请代码 F020808:移动网络计算 F020802:计算机网络通信协议 基地类别 研究年限 2011 年 1 月 2013 年 12 月 研究属性 应用基础研究 项 目 基 本 信 息项 目 基 本 信 息 申请经费 23.0000 万元 摘 要(限 400 字)：摘 要(限 400 字)：车载网络具有信息系统与物理世界实时交互、深度集成的特点，其中待分发的数据往往具有时空关联性，即数
4、据只有在给定的时间内到达既定的接收方才能有效发挥作用。现有“尽力而为”的车载网络技术单纯在信息空间研究数据的传输，而忽略了数据本身在物理世界的时空要求，在实用性与有效性方面存在较大局限。本项目从车载网络的应用需求出发，系统分析网络的信息物理特性，研究时空关联数据分发的相关概念与评价指标体系；分析信道接入的时间特征，研究信道接入时间的预测机制，优化节点对信道的占用；研究信息空间和物理世界的作用关系，建立数据的时空关联模型，并基于此模型优化数据路由策略；设计并实现信息空间与物理世界相融合的仿真平台与原型系统，通过模拟与实测相结合的方式对提出的理论、机制与算法进行验证。本项目将突破车载网络信息物理建
5、模、满足时间约束的信道接入、时空关联数据路由等关键技术，为车载网络的深度应用提供理论依据和技术支撑。关 键 词关 键 词(用分号分开，最多 5 个)车载网络，时空关联，数据分发，信道接入，数据路由 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 3 页 版本 1.002.197 项目组主要参与者项目组主要参与者（注:项目组主要参与者不包括项目申请人，国家杰出青年科学基金项目不填写此栏。）编号 姓 名 出生年月 性别职 称 学 位 单位名称 电话 电子邮箱 项目分工 每年工作时间（月）1 肖晓强 1969-3-2 男 副教授 博士 中国人民解放军国防科学技术大学0731-84575805 信息物理建模
6、6 2 王进 1980-1-12 男 讲师 硕士 中国人民解放军国防科学技术大学0731-84573640 原型系统设计6 3 匡罗贝 1983-2-24 男 博士生 硕士 中国人民解放军国防科学技术大学0731-84575804 信道接入时间分析 8 4 焦焦贤龙 1982-1-13 男 博士生 硕士 中国人民解放军国防科学技术大学0731-84575804 时空关联路由算法 6 5 谢谢波 1984-5-12 男 博士生 硕士 中国人民解放军国防科学技术大学0731-84575804 信息物理特征分析 8 6 孟孟祥旭 1982-1-15 男 博士生 硕士 中国人民解放军国防科学技术大学0
7、731-84575804 时间约束信道接入优化 6 7 刘刘权 1985-2-17 男 博士生 硕士 中国人民解放军国防科学技术大学0731-84575804 时空关联路由算法 6 8 刘刘彦龙 1978-10-8 男 硕士生 学士 中国人民解放军国防科学技术大学0731-84575804 原型系统实现10 9 李李威煌 1984-11-2 男 硕士生 学士 中国人民解放军国防科学技术大学0731-84575804 原型系统实现10 总人数 高级 中级 初级 博士后 博士生 硕士生 10 1 2 5 2 说明:高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生人员数由申请人负责填报（含申请人），总人数由
8、各分项自动加和产生。国家自然科学基金申请书 2010 版 第 4 页 版本 1.002.197 经费申请表经费申请表 （金额单位：万元）科目 申请经费 备注（计算依据与说明）一.研究经费 一.研究经费 23.0000 1.科研业务费 19.0000 （1）测试/计算/分析费 1.0000数据获取和分析；方案论证（2）能源/动力费 2.0000水、电费用；车载网试验燃油费（3）会议费/差旅费 8.0000组织、参加国内相关会议费用（4）出版物/文献/信息传播费 6.0000出版文章和专著等费用（5）其他 2.0000电话、传真、邮寄、网络等其它开支 2.实验材料费 2.0000 （1）原材料/试
9、剂/药品购置费 2.0000用于购买消耗性材料费用（2）其他 3.仪器设备费 2.0000 （1）购置 2.0000计算机配件更新、工具软件购置（2）试制 4.实验室改装费 5.协作费 二.国际合作与交流费 二.国际合作与交流费 0.0000 1.项目组成员出国合作交流 2.境外专家来华合作交流 三.劳务费 三.劳务费 四.管理费 四.管理费 合 计 合 计 23.0000 国家其他计划资助经费 其他经费资助（含部门匹配）与本项目相关的 其他经费来源 其他经费来源合计 其他经费来源合计 0.0000 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 5 页 报告正文（一）立项依据与研究内容 报告正文（
10、一）立项依据与研究内容（一）立项依据与研究内容（一）立项依据与研究内容 1.项目的立项依据 1.1 研究背景及意义 近年来，随着经济的快速增长，城市及城市间的社会交往和贸易交流日益频繁，交通需求发生了前所未有的迅速增长。我国政府于2009年将汽车产业列入十大产业振兴规划，汽车已成为人们出行的主要交通工具。然而，汽车数量的大规模增加，也带来了一定的负面影响，如堵车塞车已成一种普遍的社会现象，交通事故频频发生，每年因交通事故伤亡的人数有增无减，给人们的生命财产带来巨大损失，其危害甚至大于疾病和自然灾害。当前，我国汽车年销量已经超过美国，跃居世界第一，如何消除汽车增长所带来的负面效应，已经到了刻不容
11、缓的境地。“改善交通环境，提高交通运输的安全和效率，进一步达到节能、环保的目的”已成为全世界所关注的一个焦点。为了达到这样的目的，车载网络（VANET）应运而生。车载网络是专门为车辆间通信而设计的自组织网络，包括移动车辆相互之间、车辆与基站间形成的暂时、动态变化的无线网络。车载网络创造性地将自组网技术应用于车辆间通信，使司机能够在超视距的范围内获得其他车辆的状况信息（如车速、方向、位置、刹车板压力等）和实时路况信息，在事故预警、保障交通安全以及优化交通流量等方面起到了重要的作用。在车载网络中，多种无线接入技术相互融合形成一体化的无线网络环境，为业务信息的采集、分类、存储、转换、传递、加工提供了
12、丰富的选择，甚至还衍生出不同于传统的业务管理与操作模式。例如，由多台车辆组成的车队可以构成无线网络连接的集群计算环境，可在物流、交通运输、特别在军事后勤保障方面发挥特殊的作用；通过与Internet的互连，车载网络可以支持乘客无线上网，车与车之间可实现视频会议、协同工作等；配备GPS以后，还可帮助实现车辆追踪、位置服务、帮助驾驶员选择行驶路线等；汽车行驶中，还可以展开娱乐休闲，如收听网络广播、观看在线视频、参与在线游戏等。总之，随着汽车消费者对于车辆安全性、舒适性、便利性等方面的不断追求，车载网络的应用将更加深入和广泛，具有巨大的市场前景和社会经济效益。数据分发作为车载网络实现信息传递的基本方
13、式，是车载网络的主要功能，也是车 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 6 页 载网络相关研究的重要内容。车载网络脱胎于移动自组网，因此现有研究大多将车载网络视为移动自组织网络的一种特殊的实际应用，针对车载网络节点移动速度高、轨迹可预测、能量无限、定位准确等特点研究网络“尽力而为”的传输性能，如降低数据分发时延、提高网络吞吐量、提高成功投递率等。然而，由于车载网络自身受限于物理世界的交通流，其承载的网络服务又包含信息空间的数据流，因此具有信息系统与物理世界实时交互、深度集成的特点，其中待分发的数据往往具有与物理世界时空的关联性。车载网络自身受限于物理世界的交通流，其承载的网络服务又包含信息
14、空间的数据流，因此具有信息系统与物理世界实时交互、深度集成的特点，其中待分发的数据往往具有与物理世界时空的关联性。如图1所示，当车辆A与车辆B因为意外发生碰撞时，为防止车辆的连环追尾，车辆A和车辆B必须向周围的车辆发出安全预警消息。尽管安全预警消息的传输属于信息空间的范畴，但该安全预警消息存在与物理世界时空的关联性安全预警消息存在与物理世界时空的关联性：在空间上，并不是所有的车辆都需要该预警信息来避免追尾，这些车辆仅限于一定的范围之内，如图1中的椭圆区域；在时间上，驾驶员接到安全预警消息后的刹车过程需要一定的反应时间（Ta），因此为确保追尾之前已经刹车，安全预警消息的发送时间（Ts）必须满足：
15、Ta+TsT，其中T为车辆行驶至事故点的时间。由于车辆A与车辆B的意外碰撞还会引起事故路段的交通拥塞，因此，除安全预警消息之外，还需要向将要驶入该区域的其他车辆（假设为车辆C）发送交通疏导消息，通知其绕道而行，以缓解交通压力。实际上，交通疏导消息同样存在与物理世界时空的关联性交通疏导消息同样存在与物理世界时空的关联性：在空间上，交通疏导消息的接收者（如车辆C）与事故点之间必须存在分岔口，这样才具有绕道的可能性；在时间上，交通疏导消息必须在车辆（如车辆C）行驶到拥塞区域（如C位置）之前到达接收者。图1 车载网络数据分发示意图 根据上面的分析，数据的时空关联性为车载网络的数据分发带来了新的问题与挑
16、战，现有研究成果所提供的“尽力而为”的传输性能，并不能满足数据的时空约束。根据上面的分析，数据的时空关联性为车载网络的数据分发带来了新的问题与挑战，现有研究成果所提供的“尽力而为”的传输性能，并不能满足数据的时空约束。首 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 7 页 先，“尽力而为”的数据传输有明确的目的节点，而车载网络数据分发的目的节点决定于具体的物理环境，如车辆的行驶速度、道路地理信息、交通流分布等，具有动态在线、不确定性特征。其次，“尽力而为”的数据传输无法描述数据时间与空间的关联性，而车载网络的数据实际却在时间和空间上通过物理世界紧密联系。例如，发送安全预警消息时，如果平均车速越快
17、，那么安全预警消息的有效区域将越大，安全预警消息所要求的发送时间越小；发送交通疏导消息时，如果将要驶入该区域的车辆距离拥塞区域越远，交通疏导消息所要求的发送时间则越大，反之，所要求的发送时间则越小。基于此，本课题将结合车载网络信息空间与物理世界的特性，研究数据的时空关联关系，并以车辆运动规律与车载网络环境为基础，以改善数据传输的实用性和有效性为目标，研究具有时空自适应特点的数据分发机理。1.2 国内外研究现状 车载网络具有重要的应用前景，已引起世界各国的关注，相当多的大学都有研究小组在从事车载网络基础理论与关键技术的研究，许多工业界巨头如BMW、Daimler Chrysler、Volkswa
18、ge等汽车制造商公司也相继设立或启动相应的研究计划。代表性的项目有欧洲的CarTalk2000、FleeNet、C2C-CC、CIVI等，以及美国的VII、TrafficView、CarTel、E-Road等1。学术界和产业界的密切合作，说明这一研究方向是理论创新源泉、具有重要应用价值，并且二者能够很好结合。在国内，车载网络的相关研究起步较晚，国家自然科学基金委员会从2008年开始资助车载网络相关的研究课题，受资助的对象包括国防科学技术大学、电子科技大学、复旦大学、上海交通大学等高校，研究内容涉及数据可生存性、信息传输与路由、隐私与安全等。根据ISI Web of Knowledge的论文数据
19、库，利用“vehicular network AND VANET”作为主题关键字检索2003年至2009年的所有论文，然后在检索结果中利用“data dissemination OR MAC OR routing OR media access control”作为关键字进行第二次检索，得到有关车载网络以及数据分发相关的论文年度数量分布如图2所示。因论文数据库的更新滞后于论文的发表，图中2009年的论文数量不准确。由图可知，2007年的论文数量较2006年增长了一倍，说明车载网络的相关研究已成为了一个热点；与此同时，数据分发相关研究的论文数量每年约占总量的三分之一，说明数据分发是车载网络研究的
20、一个重要方面。国家自然科学基金申请书 2010 版 第 8 页 图2 车载网络以及数据分发相关的论文年度数量分布 数据分发既包括直接链路的信道接入又包括端到端的数据路由，因此下面主要从信道接入机制以及数据路由协议两个方面分析国内外的相关研究情况。1.2.1信道接入机制信道接入机制 车载网络可分成车车网络（V2VN,Vehicular to Vehicular Networks）、路车网络（R2VN,Roadside to Vehicular Networks）以及混合型网络。目前，车载网络信道接入机制的设计思想主要是结合节点移动性与业务多样性等特点，优化网络的性能指标，如吞吐量、延迟、公平性、
21、信道利用率等。按照接入方式，主要的MAC协议包括以下几类：（1）基于竞争的MAC协议 IEEE 802.11p是IEEE工作组针对车载通信专门开发的一套MAC协议，主要基于IEEE 802.11b的DCF竞争机制和IEEE 802.11e的服务区分机制发展起来的。其工作于5.9GHz的免费频段，频宽为75Hz，共分为7个信道，除一个专门用于安全服务的控制信道外，其余6个均为非安全的服务信道。在6个服务信道中，车辆可以通过竞争机制达到信道访问完成车车之间通信。该类协议的竞争机制与802.11b类似，主要通过改进RTS/CTS机制、退避机制等完成通信目标。例如，文献2中通过改进RTS/CTS机制和
22、帧间隔提出一种接收者发起的MAC机制，以区分各种不同的车车通信业务，进而提高吞吐量。文献3利用IEEE 802.11的段突发机制，提出一种支持优先级区分的MAC机制，可将MAC帧由源端接力传输至目的端，通过设置接力中断的次数，达到不同优先级业务的区分。IEEE 802.11e虽然提供不同的优先级的接入，但无法确保数据的可靠传输，针对这一问题，文献4提出重传机制，根据优先级的不同设置相应的重传次数，从而为不同优先级的数据保证一定的可靠性。针对DCF中的随机退避机制易造成延迟抖动较大的缺点，一些研究者根据车辆的移动环境特征（如车辆速度，方向，密度等）来改进退避的等待时间。例如，APP-MAC5通过
23、设定允许接入的概率来改进退避等待时间，文献6根据接收车辆 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 9 页 节点与发送车辆节点之间的距离来确定退避等待时间，文献7考虑车辆行驶的方向和速度，通过距离、行驶方向和行驶速度三个因素综合确定退避等待时间，而文献8以邻居车辆节点密度为依据进行退避等待时间的设计，另外，文献9的作者根据车辆移动速度改变竞争窗口的大小，进而改变传输概率，以达到较好的访问公平性。（2）非竞争的MAC协议 基于动态预约的TDMA是典型的非竞争MAC协议，其主要思想是按帧进行信道的访问，每帧按时间分为时隙，车辆在每个时隙中预约信道资源传输时隙。预约到信道后即在该时隙中传输数据直到传
24、输完成释放该信道。其代表协议是R-ALOHA10和RR-ALOHA11。但是该协议的扩展性较差，控制开销较大。在RR-ALOHA的基础上，CCR-ALOHA12将信道划分为控制时隙和数据时隙，在控制时隙，车辆基于竞争来预约数据传输时隙。在数据信道，车辆按照各自的时隙号进行数据传输。VMESH13在DSRC的基础上，将控制信道分为Beacon周期和安全相关周期，Beacon周期用于车辆竞争预约其他六个服务信道上的传输时隙，也属于动态预约的TDMA协议。除了动态预约TDMA的方式，文献14借鉴船舶自动识别（AIS）的方法，提出STDMA协议，各节点通过与邻居节点的信息交互，分布式的决定各自的传输时
25、隙。总体而言，TDMA协议具有实时性好的优点，适用于紧急数据的传输，信道利用率高，但需要同步技术的支持。与TDMA协议不同，文献15提出可以利用CDMA编码的方式发送数据，从而避免节点相互之间的干扰，同时还可以达到较高的数据传输率。（3）基于调度、竞争与调度结合的MAC协议 这类协议主要适合路车通信，包括数据查询业务以及Internet访问业务。其中，AP或基站作为协调点对车辆访问进行调度，IEEE 802.11PCF即是其中的典型代表。不同的调度方法会产生不通的MAC方案，MV-MAX16是一种基于机会主义的路车网MAC机制，而文献17则根据传输数据包大小以及数据包的生存期进行数据上传下载的
26、调度以优化网络性能，CVIA18通过将区域分块，对所有区域的车辆按块与AP进行分时调度访问。此外，文献19提出竞争与调度相结合的路车通信方式，车辆在竞争阶段发送请求，AP在数据传输阶段按照请求顺序对车辆进行分时响应。另外，当车辆在密集街道场景下运动时，信道的访问存在大量冲突，隐藏终端的问题会变得更加突出。为了更进一步提高车载网络MAC性能，减少冲突，针对上述各种接入方式，众多学者还通过使用定向天线的方式降低冲突，以达到提高网络吞吐量的目的 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 10 页 202122。1.2.2数据路由协议数据路由协议 车载网络具有多种应用需求，有的应用需要将数据发送给单一
27、接收节点（单播），有的应用需要将数据发送给多个接收节点（多播），因此根据这些不同的要求，路由协议可分为单播和多播两种类型，其中广播（将数据发送给网络中的所有节点）是多播的一种特例。（1）单播路由 i）基于传统移动自组网的路由协议 这类路由协议要求网络中存在端到端的连接通路，一般适用于密度比较大的网络。由于表驱动路由协议（proactive routing）需要周期性地发起新路由的寻找过程，并对已有路由进行更新，车载网络多变的拓扑结构会导致大量的控制开销，因此主要以反应式路由（reactive routing）为主。根据承载业务种类与特点的不同，路由选择的依据也有所不同，主要有最短路径23、最佳
28、路径质量24，最小断连度(disconnection degree)25、最小路径平均传输延迟26、节点最少传输次数27、最佳链路连通性28等。为了充分利用稳定的链路，获得更加稳定的传输性能，有些学者还提出了基于链路生存期（link lifetime）的路由协议293031。上述协议在一定程度上可以满足车载网络的动态特性，然而忽略了信道的质量及车辆自身的移动规律，文献32利用车辆移动的规律性，提出了基于可预测移动性的路由协议，用于支持在高速环境下移动车辆与移动Internet网关之间的通信。ii）基于携带-转发（Carry and Forward）的路由协议 车载网络具有动态性强的特点，很难维
29、持全连通的网络结构，网络往往被分割成互不相连的子网络。因此，通常采用携带-转发（Carry and Forward）33的方式进行数据的传输，即通过移动节点携带数据，将数据从一个子网络传输到另一个子网络，多次重复该携带-转发过程，直至最终到达目的节点。在携带-转发路由协议中，如何选择下一跳节点是路由问题的关键，主要的思路包括两种：根据地理位置选择路由（position-based routing）和机会主义转发路由（opportunistic routing）。最早基于地理位置的路由协议是GPSR34，其基本思想是根据下一跳节点和目的节点的位置信息，将数据包转发给距离目的节点最近的下一跳节点。
30、然而，有时存在路由 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 11 页 空洞的问题，即不存在距离目的节点最近的下一跳节点，为此，出现了很多协议的改进，如GSR35、GPCR36、GOAFR+37、A-STAR38、PGR39、地理和交通信息感知的路由协议40等；另外，由于车辆存在移动性，邻居节点信息和目的节点位置都在时刻变化，许多研究者提出基于车辆真实的移动轨迹，构建车辆的移动模型41，然后利用预测车辆移动的方法，选择最优的下一跳节点4243，从而减小数据的传输延迟。机会主义转发路由是利用车辆与车辆之间相遇的机会，将数据包转发给相遇的车辆。最简单的是首次相遇转发算法（First Contact
31、）44，即源节点将数据报文转发给与其相邻的任意某个可移动的节点，该移动节点存储数据报文并继续随机的移动，直到移动至目的节点的通信半径内时，再将数据报文转发给目的节点，从而实现间断节点之间的数据传输。首次相遇转发算法在源和目的节点之间只进行一次存储转发，节点之间的相遇纯靠偶然，性能较差。为了进一步改善路由的性能，文献45提出两跳中继算法（Two-Hop Relay），即源节点首先向n个中继节点发送数据拷贝，然后源节点和所有的中继节点都有拷贝发往目的节点。由于网络中存在n+1个拷贝，提升了路由的性能。文献46对两跳中继算法进行了扩展，提出基于树的洪泛（Tree-Based Flooding）算法。
32、中继点的集合构成了从源开始的一棵树，所以被称为基于树的洪泛，两跳转播可以被看作是深度为1的树。文献47最初用于同步复制数据库的传染性算法（Epidemic Algorithm）48用于延迟容忍网络的路由。当节点发送一个报文时，报文被放置在本地缓存里，用一个唯一的ID 进行标识。当两个节点相遇的时候，它们互相发送缓存中已有的报文列表，交换各自没有的报文。当操作完成后，两节点的缓存里有着同样的报文。传染性路由盲目的将数据转发给所有邻居节点或某些相邻节点，这种盲目性将极大浪费网络资源，为了提高路由效率，文献49基于历史数据对节点未来的运动状态进行预测，提出了一种概率性路由协议PROPHET，从而进行
33、有目的的数据转发，减少资源的浪费。PROPHET仅对相邻节点之间发生传输的可能性进行预测，而最短期望路径协议SEPR50和最小期望延迟协议MEED51则对端到端的性能进行预测。SEPR基于历史信息预测单条链路的转发概率，再根据链路的转发概率计算最短期望路径；MEED利用节点相遇的记录信息来计算端到端之间的期望延迟。文献52基于节点移动的历史数据，提出运动模式的预测模型，可以更为宏观的了解各节点到目的节点的状态关系，从而使路由不断向着目的节点传染。（2）多播路由 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 12 页 车载网络中安全预警消息往往需要发送给一定区域内的多个节点，具有区域传播（Goeca
34、st）特点。文献53提出了一种分布式稳健的地理位置多播路由算法，将地理区域静态的划分为相关区域（ZOR，zone of relevance）和转发区域（ZOF，zone of forwarding），车辆根据其所在的区域是相关区域还是转发区域来决定是接收数据还是转发数据包，该协议对于频繁断接的网络，需要提供周期性的包重传机制，具有较大的开销。针对文献53的局限性，文献54提出了动态区域的划分方法，即相关区域和转发区域会随着时间而发生变化。考虑车载网络的动态变化特性，车辆在t时刻若属于某个ZORt，则接收数据包。此外，为了应对网络分割情况，作者又提出一种新的mobicast协议，可以动态的预测并
35、优化ZOFt区域，从而降低协议的开销，并提供较高的成功投递率。广播主要应用于全网信息的发布，为降低广播的传输延迟，文献55将广播信息进行了区分，提出了针对车辆前向信息和后向信息的广播协议，前向信息仅向前面车辆发送，后向信息则向后车发送。文献56提出一种跨层的分簇式广播方法，通过分布式动态分簇算法构造网络的虚拟骨干，虚拟骨干通过多跳的MAC机制进行通信，可有效降低数据的传输延迟。为了解决广播风暴问题，文献57提出三种分布式广播抑制方式：加权p坚持发送、时隙1坚持发送以及时隙p坚持发送，三种方式分别赋予不同的发送概率，从而有效避免网络大规模的重发，减少广播开销和冲突。在此工作基础上，作者又提出了一
36、种DV-CAST广播协议58，每辆车对其邻居车辆的状态进行监视。当一辆车接收到一个广播包后，该车首先检查其后方是否存在车辆，若存在，则利用分布式广播抑制方式进行数据包的发送，否则，车辆沿相反方向进行数据包的普通发送。DV-CAST适用于稠密和稀疏的车载网络场景，能有效减少广播开销。文献59提出一种城市道路广播机制，数据沿道路方向进行传播，为避免冲突，采用了与RTS/CTS相类似的握手机制，发送节点发数据之前发送一个Request-To-Broadcast报文，传输范围内的道路被分为若干段，其中最远非空段中的节点回复Clear-To-Broadcast报文，正确接收数据后利用ACK确认。该机制既
37、能有效降低广播风暴，同时还能解决隐藏节点问题，具有较高的成功投递率和信道利用率。1.3 研究现状综合评价研究现状综合评价 车载网络在信道接入、数据路由方面已有相当多的研究成果，为承载数据传输服务奠定了基础。然而，当前的研究工作主要体现的是网络“尽力而为”的特点，而缺乏对 国家自然科学基金申请书 2010 版 第 13 页 物理世界的准确认识。物理世界最根本的特征就是具有时空关联性，数据在传输过程中，最重要的是需要满足其时间和空间上的约束。一方面，数据如果不能在规定的时间内到达目的节点，不管网络能提供多大的吞吐量、能提供多高的成功投递率，就传输任务而言都是失败的；另一方面，在传输过程中如果满足了
38、数据的时空约束，耗费额外的系统开销去追求更低的传输延迟是没有意义的。综上所述，数据的时空关联性是车载网络进行数据分发的一种新约束，在这种新约束条件下，需要对数据分发的实用性和有效性进行重新的定义，并围绕新的评价指标体系在模型、机制与算法方面有所突破。本项目的开展有望增强我国车载网络理论研究的创新能力，提升车载网络关键技术研发的国际竞争力，为形成自主知识产权做出积极的贡献。参考文献参考文献 1 常促宇,向勇,史美林.车载自组网的现状与发展.通信学报,第 28 卷,第 l1 期,2007.11.2 Haibo Xie,Yidong Cui,Huiimin Xu.A New MAC Meechani
39、sm for Priority Diffrentiation in Multi-hop IVC Networks.ITS 2006.3 谢海波,崔毅民,徐惠民.VANET网络中一种支持优先级区分的新机制.计算机应用研究,2007.24(5).4 Chakkaphong Suthaputchakun.Priority-Based Inter-Vehicle Communication for Highway Safety Messaging Using IEEE 802.11e.EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking,J
40、anuary 2009.5 Chung-Ju Chang,Frank C.M.Yen,Yih-Shen Chen.An Effective APP MIAC Scheme for MIultimedia WLAN-based DSRC Networks.ITS 2006.6 Da Li,Hongyu Huang,Xu Li,Minglu Li,Feilong Tang.A Distance-Based Directional Broadcast Protocol for Urban Vehicular Ad Hoc Network.International Conference on Wir
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