車載環(huán)境下無線接入系統(tǒng)中EDCA方式的應(yīng)用-畢業(yè)論文

PAGEPAGEI學(xué)校代碼：10184學(xué)號(hào)：2084020253學(xué)校代碼：10184學(xué)號(hào)：2084020253延邊大學(xué)本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文題目：題目：車載環(huán)境下無線接入系統(tǒng)中EDCA方式的應(yīng)用學(xué)生姓名：林靜學(xué)院：工學(xué)院專業(yè)：電子信息工程年級(jí)：2008級(jí)指導(dǎo)教師：朱東弼副教授二〇一二年六月延邊大學(xué)本科畢業(yè)論文PAGE摘要近年來，隨著汽車工業(yè)的普及，私家車數(shù)量的激增，道路擁塞的日益嚴(yán)重，交通事故的頻發(fā)，以及各式各樣車載設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，車載通信領(lǐng)域的研究引起了人們極大的關(guān)注。如何創(chuàng)建高性能、安全的車載通信網(wǎng)絡(luò)給無線研究者們提出了新的挑戰(zhàn)。然而，已提出的車載環(huán)境下無線接入（WAVE）技術(shù)仍存在一些不足。本文首先介紹了WAVE的概念及現(xiàn)有的多信道MAC機(jī)制，其次闡述了EDCA（EnhancedDistributedChannelAccess）方式，即增強(qiáng)型分布式信道訪問。隨后提出引入EDCA方式能夠在一定程度上提高系統(tǒng)性能及服務(wù)質(zhì)量（QoS），并實(shí)現(xiàn)在整個(gè)CCH間隔中即時(shí)傳送安全信息（SafetyInformation），從而更大程度上滿足人們對(duì)車載通信日益增加的需求。在車載無線接入系統(tǒng)中，需要較高的服務(wù)質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)在整個(gè)CCH間隔中即時(shí)傳送安全信息。因此，本文分析了EDCA的原理及優(yōu)點(diǎn)，以現(xiàn)有的多信道MAC機(jī)制為基礎(chǔ)，針對(duì)其不足之處，提出了在MAC層中引入EDCA方式代替原有的DCF（DistributedCoordinationFunction）方式，滿足了以上要求。關(guān)鍵詞：車載環(huán)境下無線接入；增強(qiáng)型分布式信道訪問；媒體接入控制；服務(wù)質(zhì)量AbstractWiththeprevalenceofVehicleIndustry,theboomingnumberofprivatecars,theseverecircumstanceofcongestedtraffic,thefrequentoccurrenceoftrafficaccidents,andthecontinuousimprovementofvehicularequipments,theareaofVehicularCommunicationarouseourstrongattentionintherecentcoupleofyears.HowtobuildtheVehicularCommunicationNetworkwithhighperformanceandsafetygivestheresearchers,whomfocusonwirelessarea,abrandnewchallenge.Nevertheless,thegivenWAVE(WirelessAccessinVehicularEnvironments)techniquestillhassomeimperfections.Inthispaper,weintroducedtheconceptionofWAVEandMulti-channelMACMechanism.Then,wedescribetheEDCAmode,thatis,EnhancedDistributedChannelAccess.Later,webringEDCAtothesystemwhichcanimprovetheperformanceandQoSofWAVEsystem,alsorealizetheimmediateSafety-InformationtransmissionintheentireCCHInterval.Thus,itcansatisfytheincreasingdemandsofVehicularCommunication.IntheWAVEsystem,weneedhighQoSandalsotherealizationoftheimmediateSafety-InformationtransmissionintheentireCCHInterval.Thus,weanalyzedtheprincipleandadvantagesofEDCA,andthenwesatisfiedtheaboverequirementsbyintroducingtheEDCAmodetoreplacethecurrentDCF(DistributedCoordinationFunction)modeofWAVE.Keywords:WirelessAccessinVehicularEnvironments;EnhancedDistributedChannelAccess;MediaAccessControl;QoS

目錄摘要 IAbstract II引言 1第一章緒論 21.1課題背景 21.2車載環(huán)境下無線接入技術(shù)的研究現(xiàn)狀 31.3研究目的和意義 4第二章車載環(huán)境下無線接入技術(shù) 52.1WAVE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及組成部分 52.1.1WAVE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 52.1.2WAVE組成部分 62.2WAVE協(xié)議棧及功能 62.2.1IEEE802.11p 72.2.2IEEE1609協(xié)議族 72.3WAVE通信過程 82.4WAVE的MAC層構(gòu)成 92.4.1MAC下層—基于IEEE802.11p 102.4.2MAC上層—基于IEEE1609.4 10第三章EDCA方式的研究 123.1EDCA簡介 123.2EDCA的工作原理 123.3EDCA的優(yōu)點(diǎn) 14第四章車載環(huán)境下無線接入系統(tǒng)中EDCA方式的應(yīng)用 164.1靜態(tài)多信道MAC機(jī)制 164.2動(dòng)態(tài)多信道MAC機(jī)制—VCI多信道MAC機(jī)制 164.3VCI多信道MAC機(jī)制的改進(jìn)方面及優(yōu)缺點(diǎn) 174.3.1VCI多信道MAC機(jī)制的改進(jìn)方面 174.3.2VCI多信道MAC機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)與不足 184.4在車載環(huán)境下無線接入系統(tǒng)中EDCA方式的應(yīng)用 19結(jié)論 21參考文獻(xiàn) 22謝辭 23引言近年來，關(guān)于車載無線自組織網(wǎng)絡(luò)VANET（VehicularAdHocNetwork）的研究引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大興趣。而創(chuàng)建高性能、高擴(kuò)展性、安全的車用自組織網(wǎng)絡(luò)（VANETs）給無線研究者們提出了新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段，各國已提出并制定了自己的VANET發(fā)展計(jì)劃和研究項(xiàng)目，而WAVE由于具有更容易部署，成本更低，更加符合商業(yè)模式角度的優(yōu)點(diǎn)而成為改進(jìn)VANET首要考慮和研究的技術(shù)，因此，與WAVE相關(guān)的工程和研究項(xiàng)目也相繼被提出。為了達(dá)到車載通信降低事故概率、減少道路擁塞、提供增值業(yè)務(wù)的愿望，我們還需要進(jìn)一步去探討和研究。而WAVE中MAC層的改進(jìn)是車載無線通信中提高系統(tǒng)性能的重要研究課題，所以本文對(duì)WAVE中基于EDCA方式的MAC機(jī)制進(jìn)行了研究。第一章緒論1.1課題背景近年來，VANET（VehicularAdHocNetwork）即車載無線自組織網(wǎng)絡(luò)的研究受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度關(guān)注。VANET是指在交通道路上車輛之間、車輛與固定接入點(diǎn)之間相互通信組成的開放移動(dòng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)，其目標(biāo)是為了在道路上構(gòu)建一個(gè)自組織的、部署方便、費(fèi)用低廉、結(jié)構(gòu)開放的車輛間通信網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)事故預(yù)警、輔助駕駛、道路交通信息查詢、車間通信和Internet接入服務(wù)等應(yīng)用。當(dāng)前車載無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究焦點(diǎn)聚集在基于車載自組織網(wǎng)絡(luò)的車到車（VehicleToVehicle，V2V）與車到中心臺(tái)（VehicleToInfrastructure，V2I）的通訊技術(shù)。

早在1992年，美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）就已經(jīng)開始制定專用近程車間通信技術(shù)（DedicatedShortRangeCommunication，DSRC）標(biāo)準(zhǔn)，以用于高速公路電子收費(fèi)系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)確定的DSRC標(biāo)準(zhǔn)采用915MHz頻段，頻段寬度僅能支持0.5Mbps的傳輸速率。隨著交通領(lǐng)域信息化的不斷發(fā)展，僅0.5Mbps的傳輸速率，和30米的傳輸距離，無法滿足新提出的各種車載無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求。因此，美國于1999年提出新一代的DSRC，即WAVE技術(shù)[1]。2003年，WAVE技術(shù)應(yīng)用新一代DSRC國家標(biāo)準(zhǔn)ASTME2213-03。ASTME2213-03標(biāo)準(zhǔn)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層是在IEEE802.11p的基礎(chǔ)上制定的，采用美國聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC分配給ITS的5.9GHz頻段，其中WAVE工作于5.850~5.925GHz。WAVE采用OFDM傳輸技術(shù)，能夠達(dá)到6~27Mbit/s的信息傳輸速率。此外，WAVE的通信距離可達(dá)到1000米，相對(duì)于之前的DSRC標(biāo)準(zhǔn)的30米通信距離有顯著提高[2]。美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)將DSRC標(biāo)準(zhǔn)的制定工作轉(zhuǎn)到IEEE下面進(jìn)行，即現(xiàn)在正在制定中的IEEE802.11p標(biāo)準(zhǔn)。這是目前唯一正在制定之中的WAVE通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其中包含MAC層和PHY層協(xié)議。與此同時(shí)，VANET上層協(xié)議的制定也在同步進(jìn)行，即IEEE1609協(xié)議簇，其中包含了1609.0（體系結(jié)構(gòu)描述）、1609.1（資源管理）、1609.2（安全服務(wù)）、1609.3（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及通信服務(wù)）、1609.4（服務(wù)信道管理）等，與802.11p構(gòu)成完整的WAVE協(xié)議棧。除了美國之外，歐洲和日本也分別制定了自己的WAVE發(fā)展計(jì)劃以及研究項(xiàng)目，包括歐洲的SafeSpot、FleetNet、NetworkonWheels、CIVIC、PReVENT、CarTALK2000等。并且成立了車載通信聯(lián)盟（Car2CarCommunicationConsortium），以及日本汽車行駛電子技術(shù)協(xié)會(huì)（JSK）領(lǐng)導(dǎo)的AssociationofElectronicTechnologyforAutomobileTrafficandDriving和GroupCooperativeDriving以及InternetITS等WAVE相關(guān)的工程和研究項(xiàng)目。1.2車載環(huán)境下無線接入技術(shù)的研究現(xiàn)狀車載通信具有車輛高速行駛、移動(dòng)區(qū)域受限、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓臁⑼ㄐ胚^程頻繁中斷、以及要求私密性等特點(diǎn)。由于基于WAVE的應(yīng)用更容易部署，成本更低，更加符合商業(yè)模式，同時(shí)WAVE的標(biāo)準(zhǔn)化工作正在順利進(jìn)行中，所以關(guān)于WAVE的架構(gòu)及通信過程成為了研究者們首先要關(guān)注的問題。關(guān)于WAVE演示系統(tǒng)的研究，美國的加州大學(xué)洛杉磯分校、俄亥俄州立大學(xué)、喬治亞理工大學(xué)等都有系統(tǒng)原型發(fā)布。具體而言，主要有瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)（EPFL）研發(fā)的TraNS，美國加州大學(xué)等研發(fā)的GrooveNet，臺(tái)灣交通大學(xué)開發(fā)的一種網(wǎng)絡(luò)模擬與仿真軟件NCTUns等；相應(yīng)的還有一些場景產(chǎn)生軟件，如VanetMobiSim[3]。目前，WAVE物理層采用OFDM調(diào)制方式，其MAC層去除了主動(dòng)掃描、關(guān)聯(lián)和認(rèn)證等協(xié)議流程，使得WAVE應(yīng)用能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)高效完成。同時(shí)，MAC層中引入了多信道協(xié)作機(jī)制，以達(dá)到更高的傳輸速率。除此之外，在性能上也得到很大提高。IEEE802.11p最高傳輸速率可以達(dá)到27Mbit/s，傳輸范圍達(dá)1km，支持高達(dá)500km/h的運(yùn)動(dòng)速度，可以對(duì)抗有多條長時(shí)延的反射徑的環(huán)境。除此之外，IEEE802.11p對(duì)IEEE802.11還進(jìn)行了多項(xiàng)針對(duì)車載環(huán)境的改進(jìn)，如熱點(diǎn)間切換更先進(jìn)、支持移動(dòng)環(huán)境、增強(qiáng)了安全性、加強(qiáng)身份認(rèn)證等，同時(shí)也為不同廠商產(chǎn)品間的互通性提供了參考標(biāo)準(zhǔn)[4]。IEEE1609協(xié)議族依賴于IEEE802.11p協(xié)議，完整地解決了車載終端中關(guān)于互通性的通信接口問題，而且為每一層的順利完成分別制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，為高速（最大27Mbit/s）短距離（最大1km）低時(shí)延的車載環(huán)境下的無線通信定義了架構(gòu)、通信模塊、管理結(jié)構(gòu)、安全機(jī)制和物理接入。由此可見，車載通信標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)一步完善，各國對(duì)車載通信研究的重視，各研究機(jī)構(gòu)對(duì)車載通信的試驗(yàn)階段的逐步成熟，以及相關(guān)技術(shù)的研究實(shí)施，都為車載通信的發(fā)展以及其中的關(guān)鍵技術(shù)WAVE的發(fā)展提供了有力支撐。1.3研究目的和意義車載環(huán)境下無線接入(WAVE)技術(shù)作為一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠提供高速的V2V和V2I數(shù)據(jù)傳輸，基于WAVE的應(yīng)用更容易部署，成本也更低，更加符合商業(yè)模式的角度。目前，已經(jīng)提出了WAVE相關(guān)的試用標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)研究領(lǐng)域也對(duì)WAVE投入了廣泛關(guān)注。對(duì)于WAVE的研究很重要的一個(gè)方面即是對(duì)其MAC層的研究。WAVE的MAC層向網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供了物理尋址和信道接入控制，為上層提供快速、可靠的報(bào)文傳輸支持。特別在無線網(wǎng)絡(luò)中，MAC協(xié)議能否有效地利用無線信道的有限帶寬，將對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的性能起著決定性作用。對(duì)于WAVE來說，MAC層除了考慮接入公平性、隱藏終端、暴露終端等AdHoc網(wǎng)絡(luò)的普遍問題外，還需考慮以下特殊因素：不同類別應(yīng)用優(yōu)先級(jí)、低傳輸延時(shí)、可靠傳輸?shù)?。因此MAC協(xié)議需要具備以下特征：支持車輛高速移動(dòng)性，保證通信的實(shí)時(shí)性和可靠性，具有較好的可擴(kuò)展性，具有較高的帶寬利用率，采用分布式自組網(wǎng)方式，為每個(gè)用戶提供公平的通信機(jī)會(huì)，提供高效、及時(shí)的廣播機(jī)制。由于WAVE系統(tǒng)中MAC標(biāo)準(zhǔn)正處于不斷發(fā)展的階段，MAC機(jī)制有待于進(jìn)一步的完善。因此，在WAVE中MAC機(jī)制改善方案的研究具有重要的意義。\o"襄陽人家"襄陽人家

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圈子社區(qū)|第二章車載環(huán)境下無線接入技術(shù) 車載環(huán)境下無線接入（WAVE）技術(shù)是下一代專用短距通信（DSRC:DedicatedShortRangeCommunication）技術(shù)，能夠提供高速的V2V和V2I數(shù)據(jù)傳輸，主要可以用于智能交通系統(tǒng)（ITS:IntelligentTransportationSystem），車輛安全服務(wù)以及車上因特網(wǎng)接入。下面我們介紹基于WAVE的車載通信系統(tǒng)。2.1WAVE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及組成部分2.1.1WAVE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從宏觀上而言，WAVE的通信方式，主要包含V2V之間的通信，V2I之間的通信，以及車輛和便攜設(shè)備（V2P:VehicleToPedestrian）之間的通信。WAVE通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2.1所示：車上單元（OBU:OnBoardUnit）之間、OBU和行人（Pedestrian）之間組成小型的無線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，完成安全、娛樂等信息的交互；OBU還可以通過路邊單元（RSU:RoadsideUnit）以有線或者無線的方式和互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)相連接，完成信息的交換。其中，OBU為車輛上安裝的片上單元，RSU為路邊單元，Pedestrian代表路邊行人身上攜帶的便攜設(shè)備[2]。圖2.1車載通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2.1.2WAVE組成部分WAVE中的模塊主要包含OBU、RSU、傳感器、以及WAVE中為了實(shí)現(xiàn)互通性而提供的通信接口?；谇度胧教幚韱卧腛BU，相當(dāng)于802.11網(wǎng)絡(luò)中的STA，即通信系統(tǒng)中的移動(dòng)終端，不同OBU只是通信方式和頻率的差異；RSU相當(dāng)于802.11中的AP，主要負(fù)責(zé)車載單元的接入，以及與其他網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。在沒有RSU的情況下，OBU之間組成移動(dòng)的車載自組織（ad-hoc）網(wǎng)絡(luò)。如圖2.2所示，RSU和OBU利用WAVE協(xié)議棧通信，從而完成應(yīng)用報(bào)文的交互過程。相關(guān)的協(xié)議棧及其功能將在下一節(jié)具體描述。圖2.2WAVE組成部分2.2WAVE協(xié)議棧及功能WAVE通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)包含MAC層協(xié)議，PHY層協(xié)議和上層IEEE1609協(xié)議族。IEEE1609協(xié)議族包含了1609.0（體系結(jié)構(gòu)描述）、1609.1（資源管理）、1609.2（安全服務(wù)）、1609.3（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及通信服務(wù)）、1609.4（服務(wù)信道管理）等，與802.11p構(gòu)成完整的WAVE協(xié)議棧[5]。WAVE標(biāo)準(zhǔn)采用了基于802.11p的協(xié)議架構(gòu)，達(dá)到獲得更高的通信速率和更大的傳輸范圍，以及與現(xiàn)有的Internet和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)更好地融合的目的。WAVE標(biāo)準(zhǔn)通過一系列的服務(wù)和接口被標(biāo)準(zhǔn)化使得V2V和V2I通信變得更加安全可行，也為車載環(huán)境下更廣范的應(yīng)用（包括車輛安全、自動(dòng)計(jì)費(fèi)、增強(qiáng)型導(dǎo)航和交通管理等）提供了基礎(chǔ)。WAVE協(xié)議棧以經(jīng)典的OSI七層模型為參考，同時(shí)分為管理平面和數(shù)據(jù)平面如圖2.3所示，管理平面負(fù)責(zé)協(xié)議棧的參數(shù)以及行為控制，數(shù)據(jù)平面負(fù)責(zé)傳輸有效數(shù)據(jù)信息。圖2.3WAVE協(xié)議棧2.2.1IEEE802.11pWAVE物理層采用OFDM調(diào)制方式。MAC層去除了主動(dòng)掃描、關(guān)聯(lián)和認(rèn)證等協(xié)議流程，使得WAVE應(yīng)用能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)高效完成；同時(shí)引入了多信道協(xié)作機(jī)制，以達(dá)到更高的傳輸速率；從性能上看，IEEE802.11p最高傳輸速率可以達(dá)到27Mbit/s，傳輸范圍達(dá)1km，支持高達(dá)500km/h的運(yùn)動(dòng)速度，可以對(duì)抗有多條長時(shí)延的反射徑的環(huán)境，但是WAVE設(shè)備的有效傳輸距離為300m，此時(shí)的傳輸速率為6Mbit/s。從技術(shù)上來看，IEEE802.11p對(duì)IEEE802.11進(jìn)行了多項(xiàng)針對(duì)車載環(huán)境的改進(jìn)，如熱點(diǎn)間切換更先進(jìn)、支持移動(dòng)環(huán)境、增強(qiáng)了安全性、加強(qiáng)身份認(rèn)證等，同時(shí)也為不同廠商產(chǎn)品間的互通性提供了參考標(biāo)準(zhǔn)[6]2.2.2IEEE1609協(xié)議族IEEE1609標(biāo)準(zhǔn)是基于IEEE802.11p通信協(xié)議的上層應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)[7]。其中每個(gè)具體的協(xié)議及功能如下：IEEE1609.1—“資源管理”，其中規(guī)定了多個(gè)遠(yuǎn)程應(yīng)用和資源管理間的控制互換流程。此模塊位于應(yīng)用層，負(fù)責(zé)信息的交換，定義資源設(shè)備與資源管理設(shè)備之間通信的格式及方法，以便傳送數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)信息。IEEE1609.2—“應(yīng)用和管理信息的安全服務(wù)”，其中包括了WAVE信息安全抵制竊聽、電子欺詐和其他襲擊的方法。此模塊定義在WAVE/DSRC系統(tǒng)中的安全信息封包格式及處理方式。也定義WAVE管理與應(yīng)用信息的加密方法，車輛引發(fā)的安全意外處理方法。IEEE1609.3—“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”，此模塊位于OSI的網(wǎng)絡(luò)模型的網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層，以便提供WAVE/DSRC的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?？梢蕴峁﹥蓚€(gè)車輛設(shè)備之間的通訊，或者車輛設(shè)備與路旁設(shè)備（Roaddevice）之間的通訊。它控制WAVE的連接設(shè)置和管理。IEEE1609.4—“多渠道運(yùn)行”，其中規(guī)定了通信協(xié)議棧媒體接入控制接口和IEEE802.11p的多渠道運(yùn)行對(duì)單渠道運(yùn)行。協(xié)調(diào)控制頻道（CCH）與服務(wù)頻道（SCH）的多頻道運(yùn)作。它包括優(yōu)先權(quán)（Priority）的使用，頻道的切換的機(jī)制。圖2.4IEEEP1609協(xié)議棧參考類型IEEE1609系列標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)在車載網(wǎng)絡(luò)中能夠有效使用無線網(wǎng)絡(luò)的存取方式。在IEEE802.11p針對(duì)車輛移動(dòng)的特性修正了物理層，也在IEEE1609系列中提供了有效的快速傳遞信息的通訊協(xié)議。IEEE1609協(xié)議族依賴于IEEE802.11p協(xié)議，完整地解決了車載終端中關(guān)于互通性的通信接口問題，而且為每一層的順利完成分別制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)技術(shù)指標(biāo)，為高速（最大27Mbit/s）短距離（最大1km）低時(shí)延的車載環(huán)境下的無線通信定義了架構(gòu)、通信模塊、管理結(jié)構(gòu)、安全機(jī)制和物理接入。2.3WAVE通信過程WAVE把通信設(shè)備分為服務(wù)提供設(shè)備（PD：ProviderDevice）和用戶設(shè)備（UD：UserDevice）兩類，WAVE的典型運(yùn)行流程如下:（1）PD啟動(dòng)，開始廣播WAVE服務(wù)信息（WSA:WAVEServiceAnnouncement），開啟了一個(gè)WAVE基本服務(wù)集（WBSS：WAVEBasicServiceSet）。WSA中攜帶了諸如使用信道、提供哪些應(yīng)用程序、各個(gè)應(yīng)用程序的使用參數(shù)等的信息。這個(gè)過程相當(dāng)于802.11中廣播Beacon信息的過程。（2）當(dāng)UD進(jìn)入PD提供WBSS的區(qū)域后，收到PD廣播的信息WSA，根據(jù)所存儲(chǔ)的密鑰解密WSA，并分析其中的配置信息，判斷是否和自己的配置信息相匹配，如果匹配，則加入此WBSS中，并根據(jù)WSA中的配置信息配置相關(guān)參數(shù)，如使用頻率和信道等。（3）PD和UD之間建立了一條通信鏈路，此時(shí)，不再有PD和UD之分，PD和UD轉(zhuǎn)為對(duì)等服務(wù)（P2P:PeerToPeer模式），它們之間開始平等交換數(shù)據(jù)信息，而不再是一個(gè)只能發(fā)信息，另一個(gè)只能收信息的模式。（4）在設(shè)備決定退出此WBSS時(shí)，向協(xié)議棧的管理實(shí)體發(fā)出指令指示退出WBSS；或者，在設(shè)備檢測到不在此WBSS時(shí)，由底層管理實(shí)體向上層應(yīng)用異步通告。至此服務(wù)提供者和使用者之間的通信宣告結(jié)束。2.4WAVE的MAC層構(gòu)成圖2.5WAVE通信協(xié)議棧由圖2.5可知，IEEE802.11p負(fù)責(zé)下層MAC標(biāo)準(zhǔn)和物理層（Physicallayer，PHY）標(biāo)準(zhǔn)的制定，它工作在單邏輯信道。而WAVE的信道設(shè)計(jì)和操作都是由IEEE1609標(biāo)準(zhǔn)來控制。其中，IEEE1609.4主要負(fù)責(zé)WAVE的多信道操作，即上層MAC標(biāo)準(zhǔn)的制定，它工作在IEEE802.11p的上層，故不需要了解物理層的參數(shù)，就能通過多信道使上面幾層運(yùn)行。2.4.1MAC下層—基于IEEE802.11pIEEE802.11p在IEEE802.11系列的基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn)。在MAC層,由于OBU設(shè)備具有移動(dòng)性特征,IEEE802.11p的MAC去掉了ActiveScanning、Association、Authentication等需花費(fèi)較長時(shí)間的協(xié)議流程,并使所有的802.11p信號(hào)在同一個(gè)信道中進(jìn)行傳輸,且具有相同的BSSID,使得協(xié)議能夠較好滿足移動(dòng)車輛環(huán)境下的通信需求,并保證WAVE應(yīng)用在盡可能短的時(shí)間內(nèi)高效完成。<ahref="/"title="襄陽人家">襄陽人家</a><ahref="/"title="沒得看">沒得看</a><ahref="/"title="春哥網(wǎng)">春哥網(wǎng)</a><ahref="/"title="貓哇網(wǎng)">貓哇網(wǎng)</a>WAVE設(shè)備需要支持多個(gè)信道,IEEE802.11p定義了CCH和SCH,1609.4規(guī)定設(shè)備需要支持一個(gè)CCH和多個(gè)SCH。CCH用來傳輸WSM和廣播WAVE服務(wù)(WSA);SCH用于傳輸IP分組。在信道協(xié)調(diào)機(jī)制之中,SCH和CCH作為兩個(gè)獨(dú)立MAC實(shí)體存在于IEEE802.11p定義的MAC之上。此外，相對(duì)于802.11a20MHz信道,802.11p10MHz信道的傳輸速率將分別是3、4、5、6、9、12、18、24以及27Mbit/s。改變調(diào)制和編碼率可以獲得不同的傳輸速率。其次，在IEEE802.11p中，節(jié)點(diǎn)只需要發(fā)送WAVEAnnouncementAction幀就建立了一個(gè)WBSS，同時(shí)它成為該WBSS的Provider。其它節(jié)點(diǎn)只需要根據(jù)接收到的WAVEAnnouncementAction幀進(jìn)行相應(yīng)的配置并切換到指定的信道上便可加入該WBSS，加入WBSS的節(jié)點(diǎn)稱為User。Provider和user之間不需要任何的交互。WBSS一般通過在CCH間隔發(fā)送WAVEAnnouncementAction幀（包含了用戶加入該WBSS所需的所有信息）來進(jìn)行建立，并在下一個(gè)SCH間隔上進(jìn)行通信。當(dāng)WBSS初始化之后，Provider和User節(jié)點(diǎn)除了名字外便不再有任何不同，即使Provider不再是該WBSS的成員時(shí)，本W(wǎng)BSS依然存在。需要注意的是，建立WBSS是在控制信道上，但是真正的數(shù)據(jù)發(fā)送卻不是在控制信道上，而是在WAVEAnnouncementAction幀指定的服務(wù)信道上，即Provider在控制信道上廣播其將在接下來的SCH間隔，在指定的服務(wù)信道上建立WBSS[8]。2.4.2MAC上層—基于IEEE1609.4在IEEE1609.4中主要是規(guī)定了多通道的操作，即如何在WAVE中處理各個(gè)不同頻道之間的數(shù)據(jù)傳輸操作，并且定義一些關(guān)于MAC層的功能[9]。此規(guī)范是基于IEEE802.11P制定出來的，IEEE1609.4主要位于IEEE1609.3的LLC層及IEEE802.11PPHY層之間，主要包含管理層和數(shù)據(jù)鏈路層。在IEEE1609.4規(guī)范中，關(guān)于數(shù)據(jù)層主要分為兩類：同步通道和優(yōu)先權(quán)。首先是同步信道。在IEEE1609.4中使用兩類信道，分別是傳送控制信道ControlChannel（CCH）和業(yè)務(wù)信道ServiceChannel（SCH）。當(dāng)裝置只有一個(gè)天線時(shí)，用以下方式對(duì)此二個(gè)頻道進(jìn)行存?。阂罁?jù)協(xié)議中的定義，每隔50ms進(jìn)行一次CCH與SCH的切換，并且規(guī)定每秒開頭都先從CCHinterval開始。如果是較具優(yōu)先性的重要信息如IEEE1609.3中的WSA信息，而當(dāng)WAVE裝置使用某服務(wù)時(shí)就從指定的SCH進(jìn)行此服務(wù)?？紤]頻道切換時(shí)需要時(shí)間，規(guī)范中在每個(gè)頻道與頻道之間加入GuardInterval以防止可能的切換誤差。由于必須要在二個(gè)頻道間切換，裝置與裝置間必須做時(shí)間同步才能進(jìn)行溝通。有關(guān)于時(shí)間同步的部分定義于IEEE1609.4的管理層中。其次是優(yōu)先級(jí)。在IEEE1609.4的MAC中用到兩個(gè)IEEE802.11P的MAC，各別處理CCH跟SCH的封包。當(dāng)IEEE1609.3LLC要送出封包時(shí)會(huì)先進(jìn)行ChannelRouting，此部分會(huì)根據(jù)封包的種類屬于控制類型或是服務(wù)類型，分別放到對(duì)應(yīng)的MAC中。每個(gè)封包也都有UserPriority的屬性以便于進(jìn)行封包排序，優(yōu)先權(quán)高的會(huì)先進(jìn)行傳送。關(guān)于IEEE1609.4的管理層，主要可分成以下兩個(gè)部分：時(shí)間同步和切換方式。關(guān)于時(shí)間同步，在I