車載移動(dòng)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，以及三者之間的相互滲透和融合奠定了通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)信息化的發(fā)展。近年來(lái)，車輛的爆發(fā)式增長(zhǎng)和無(wú)處不在的信息需求也日益將通信網(wǎng)絡(luò)和車輛緊密結(jié)合起來(lái)。人們?cè)谲囕v移動(dòng)過程中的通信服務(wù)需求日益增大，車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的研究已成為世界矚目的焦點(diǎn)，同時(shí)也促進(jìn)了車輛向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向的發(fā)展。

傳統(tǒng)的車輛通信網(wǎng)絡(luò)通常只是針對(duì)于公路計(jì)費(fèi)等用途設(shè)計(jì)的封閉式通信網(wǎng)絡(luò)，新近的發(fā)展使得車輛網(wǎng)絡(luò)支持車間自主通信從而互通安全信息。由于在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面的缺陷，現(xiàn)有的系統(tǒng)只能對(duì)高速行駛中的車輛提供局部區(qū)域內(nèi)的信息交互。新一代車載網(wǎng)絡(luò)將提供普適服務(wù)，包括：各種車輛安全消息傳輸、智能交通信息業(yè)務(wù)、多媒體數(shù)字業(yè)務(wù)等。因此在新一代車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中如何在保證車輛間安全信息互通的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)車輛與智能交通控制中心進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)(如提供路況信息，基于位置信息的地圖下載服務(wù)等)，以及車內(nèi)用戶寬帶無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)從而獲取多媒體娛樂、資訊信息等成為車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)研究中一個(gè)非常重要和迫切的課題。針對(duì)此情況，文章提出了異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)融合式的車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要是基于車輛環(huán)境下無(wú)線接入(WAVE)(IEEE802.11p)的車輛自組織通信技術(shù)和基于全球微波接入互操作性(WiMAX)(IEEE802.16e)的車載寬帶無(wú)線接入技術(shù)，并對(duì)其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討和研究。

1車載網(wǎng)絡(luò)通信的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

近幾年來(lái)，車輛通信網(wǎng)絡(luò)逐漸成為智能交通系統(tǒng)(ITS)領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問題。各國(guó)都致力于把先進(jìn)的通信技術(shù)應(yīng)用到車輛交通系統(tǒng)中，使其更加安全、智能和高效。車輛自組織網(wǎng)絡(luò)(VANET)可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)過程中車輛之間(V2V)的通信，以及低速移動(dòng)或者靜止時(shí)車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間(V2I)的通信，能為車輛提供多種安全應(yīng)用和非安全應(yīng)用。2004年，IEEE成立了IEEE802.11p工作組以制定IEEE802.11在WAVE的版本，并以IEEE1609系列協(xié)議作為上層協(xié)議，從而形成車輛無(wú)線通信的基本協(xié)議構(gòu)架[1]。美國(guó)伊利諾伊大學(xué)UrbanaChampaign分校NitinVaidya教授為首的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了多信道測(cè)試的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)測(cè)試臺(tái)。UCLA教授G.Pau提出了車輛間特殊路由協(xié)議(PVRP)，搭建了系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行了驗(yàn)證。密歇根大學(xué)郭錦華和向衛(wèi)東教授開發(fā)了基于5.9GHz的WAVE系統(tǒng)信道測(cè)試平臺(tái)。

從車輛無(wú)線接入技術(shù)的角度，目前絕大多數(shù)的車輛移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)研究基于IEEE802.11的通信技術(shù)，但802.11具有覆蓋范圍小、車輛移動(dòng)過程中需要頻繁切換連接路邊單元、服務(wù)質(zhì)量(QoS)支持弱、無(wú)法對(duì)多媒體信息提供高質(zhì)量支持的弱點(diǎn)[2-3]。為此，我們提出了基于IEEE802.16(它具有覆蓋范圍廣、QoS支持強(qiáng)的特點(diǎn))的車輛通信網(wǎng)絡(luò)的研究。文獻(xiàn)[4-5]提出采用基于WiMAX(IEEE802.16)的技術(shù)來(lái)為車輛及其內(nèi)部所屬用戶的進(jìn)行車載移動(dòng)寬帶無(wú)線接入，首次將WiMAX技術(shù)應(yīng)用于車輛通信網(wǎng)絡(luò)。該思想從本質(zhì)上打破了IEEE802.11一統(tǒng)車輛通信網(wǎng)絡(luò)的格局，為車輛通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和研究開辟了一個(gè)新方向。以IEEE802.16技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)近年來(lái)廣受市場(chǎng)關(guān)注，根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所得的結(jié)果，WiMAX基站在市區(qū)內(nèi)合理的覆蓋半徑大約為幾公里，可提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更廣的覆蓋范圍。為了解決車內(nèi)用戶終端在高速移動(dòng)情況下的寬帶無(wú)線接入問題，IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)制定組2006年3月成立基于IEEE802.16j的移動(dòng)中繼(MRS)工作小組，以研究采用MRS的可行性，想采用車載MRS站點(diǎn)為車內(nèi)的群體用戶終端提供寬帶無(wú)線接入服務(wù)[6]。

現(xiàn)階段，車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)主要集中在基于WAVE協(xié)議(IEEE802.11p)的車輛通信多信道協(xié)調(diào)應(yīng)用、組播路由管理，以及基于WiMAX協(xié)議(IEEE802.16)的固定中繼技術(shù)的切換、資源調(diào)度方面。

在基于WAVE協(xié)議的車輛與車輛之間自組織通信網(wǎng)絡(luò)中，整個(gè)車輛網(wǎng)絡(luò)的安全和非安全應(yīng)用都在一個(gè)信道上完成，難以保證安全應(yīng)用的QoS。因?yàn)榇罅康姆前踩畔⒖赡軐?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，使安全消息無(wú)法有效傳遞，從而嚴(yán)重削弱VANET在主動(dòng)安全方面的重要作用。采用多信道的媒體訪問控制(MAC)機(jī)制是解決上述問題直接而有效的方法之一[7]。采用多個(gè)信道后，節(jié)點(diǎn)間可以使用不同的信道進(jìn)行通信，接入手段更加靈活多變，可以獲得優(yōu)于單信道的網(wǎng)絡(luò)吞吐量和時(shí)延特性。針對(duì)此情況，一般采用時(shí)隙間隔方法把時(shí)間交替分為控制間隔和數(shù)據(jù)交換間隔[8-9]。在控制間隔(CCH)所有節(jié)點(diǎn)跳到控制信道進(jìn)行信道協(xié)商，在數(shù)據(jù)交換間隔(SCH)再跳到不同的信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。詳細(xì)架構(gòu)如圖1所示。

.

WAVE協(xié)議中原有路由機(jī)制也不完全適合拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的車載通信網(wǎng)絡(luò)?；诒眚?qū)動(dòng)的先應(yīng)式路由協(xié)議對(duì)于交通環(huán)境中事先不確定的節(jié)點(diǎn)無(wú)法協(xié)調(diào)，而拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的頻繁改變嚴(yán)重影響了協(xié)議的性能;基于源驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)式路由協(xié)議是需要發(fā)送報(bào)文時(shí)才建立路由，一段時(shí)間后將過期。這些路由協(xié)議隨著通信跳數(shù)增加和車輛移動(dòng)速度加快，建立路由的延遲相應(yīng)增大，難以滿足低延遲的安全應(yīng)用，因此出現(xiàn)基于位置的組播路由[10-11]。組播路由的目標(biāo)是將報(bào)文從源節(jié)點(diǎn)傳遞到位于關(guān)聯(lián)區(qū)域(ZOR)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)。針對(duì)組播路由機(jī)制，提出了簇的概念，它將車輛網(wǎng)絡(luò)組織成多個(gè)對(duì)等的單元(簇)，從而提高移動(dòng)環(huán)境下的可擴(kuò)展性[12]。在VANET中采用分簇機(jī)制，簇內(nèi)通信可以用于快速有效地傳遞安全相關(guān)的緊急消息，而簇間通信則用于傳遞需要跨越多跳到達(dá)更遠(yuǎn)區(qū)域的消息。這種基于分簇的路由方式既能提供消息的全覆蓋，又能保證低的傳輸延遲，適合于在行駛途中分發(fā)各類緊急消息。未來(lái)將在車載網(wǎng)絡(luò)的安全應(yīng)用中利用分簇組播的路由概念，簇頭作為協(xié)調(diào)者，一方面在簇內(nèi)實(shí)時(shí)采集和分發(fā)安全警告消息;另一方面將處理過的安全消息轉(zhuǎn)發(fā)給鄰居簇頭。

車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信僅僅適應(yīng)車輛在低速行駛或者相對(duì)靜止的環(huán)境下，車輛在高速行駛過程中無(wú)法提供與路邊單元的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的信息交互。車載寬帶無(wú)線接入中，在車內(nèi)用戶終端和路邊基站之間引入車載MRS站點(diǎn)，以協(xié)調(diào)車內(nèi)用戶與基站之間的通信，基站和車內(nèi)用戶終端將通過MRS站點(diǎn)進(jìn)行信令的交互，而不是兩者間的直接通信。

在這種系統(tǒng)中，出現(xiàn)了分級(jí)調(diào)度和群組移動(dòng)的概念。基站和車內(nèi)用戶終端間通過MRS進(jìn)行信息交互，并且MRS從服務(wù)基站、車內(nèi)用戶從車載中繼獲取分配的資源，即為兩級(jí)資源調(diào)度。同時(shí)，在引入MRS節(jié)點(diǎn)后對(duì)移動(dòng)性管理提高了很多，中繼節(jié)點(diǎn)可以將來(lái)自車內(nèi)用戶終端的具有相似QoS需求的同類型業(yè)務(wù)的通信鏈路進(jìn)行捆綁，集中處理進(jìn)行群組切換，減少了以往切換過程中每個(gè)終端用戶和基站之間單獨(dú)進(jìn)行信令交互的過程。文獻(xiàn)[13]提出了一種基于固定中繼的兩級(jí)資源調(diào)度機(jī)制，提高了系統(tǒng)吞吐量，降低了業(yè)務(wù)的丟包率和延時(shí)時(shí)間。文獻(xiàn)[14]提出了多跳蜂窩網(wǎng)絡(luò)中繼輔助切換的技術(shù)，移動(dòng)終端通過中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息的傳輸，利用這種技術(shù)保證了信道的QoS參數(shù)，降低了掉話率。文獻(xiàn)[15]首次提出了基于MRS的群組切換，移動(dòng)中繼站輔助車內(nèi)用戶終端完成接入目標(biāo)基站的切換，并通過切換過程中資源的重新分配來(lái)提高切換成功率，降低切換阻塞和延時(shí)。

綜上所述，WAVE協(xié)議可以在數(shù)百米的半徑范圍內(nèi)憑借每秒數(shù)十兆比特的通信速度，對(duì)道路交叉點(diǎn)、加油站、停車場(chǎng)等提供實(shí)時(shí)文字和圖像信息，同時(shí)該通信技術(shù)也可以用于車車間通信，為行駛中的車輛提供應(yīng)急安全消息通信，防止車輛碰撞。WiMAX的最大通信半徑可達(dá)幾千米，可在時(shí)速超過120km的高速移動(dòng)車輛上使用，同時(shí)其MRS站出眾的系統(tǒng)增益也可為車內(nèi)用戶終端提供更高速率的通信服務(wù)。因此我們提出的WiMAX與WAVE新型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而構(gòu)成一個(gè)用于車輛安全通信、交通信息傳遞、寬帶無(wú)線多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)能囕v移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。

2新型車載移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及參考模型

2.1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)

文章提出的異構(gòu)融合車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，車車之間的通信是通過基于WAVE來(lái)實(shí)現(xiàn)，車輛與路邊基站的通信通過WiMAX實(shí)現(xiàn)。在車內(nèi)用戶終端與路邊基站的兩層結(jié)構(gòu)中還引入了MRS概念，車內(nèi)用戶通過MRS站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，詳細(xì)的車輛通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。新型車輛通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)支持車輛之間的應(yīng)急通信，保障車輛行駛的主動(dòng)安全性;支持通過MRS站為車輛及車內(nèi)用戶終端提供寬帶無(wú)線接入，從而與智能交通控制中心之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、可靠的信息交互，并能為車內(nèi)用戶終端提供寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。新型車載移動(dòng)異構(gòu)無(wú)線通信協(xié)議架構(gòu)如圖3所示，車輛間通信是基于IEEE802.11p的局域聯(lián)網(wǎng)，是通過自組織的方式實(shí)現(xiàn)，為車間通信提供了可靠性的連接和緊急安全消息的傳輸，實(shí)現(xiàn)車輛之間安全報(bào)警和資源共享等;車載寬帶無(wú)線接入是基于IEEE802.16的城域聯(lián)網(wǎng)，可以通過MRS站接入當(dāng)前接入基站，車內(nèi)用戶終端通過車載MRS站就可以進(jìn)行高速的上傳、下載，并且車內(nèi)的用戶通過MRS站，形成一個(gè)群組，使得在小區(qū)邊緣可以實(shí)現(xiàn)整體越區(qū)切換。

.

2.2通信協(xié)議模塊模型

在基于WAVE的車輛自組織通信技術(shù)和基于WiMAX的車載寬帶無(wú)線接入技術(shù)的異構(gòu)融合下，車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能確保車輛在移動(dòng)過程中通過IEEE802.11和IEEE802.16的多模終端下進(jìn)行不同種類的信息傳遞服務(wù)。因?yàn)椴煌愋偷木W(wǎng)絡(luò)有不同的MAC、高層移動(dòng)性管理協(xié)議，所以有必要在二層協(xié)議和三層協(xié)議之間開發(fā)一套與媒質(zhì)無(wú)關(guān)的切換技術(shù)來(lái)提供異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換服務(wù)。我們使用的是基于IEEE802.21的媒介獨(dú)立切換功能模塊(MIHF)[16]。這種根據(jù)3G、WiMAX、無(wú)線保真(Wi-Fi)等協(xié)議建立的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)極具發(fā)展前景，其中不同種類網(wǎng)絡(luò)下的接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和選擇、切換發(fā)起及功耗優(yōu)化等方面的性能都在MIHF模塊的協(xié)助下完成。采用MIHF模塊后，車輛在移動(dòng)過程中的不同寬帶無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)間切換時(shí)延和切換丟包率能夠大幅改善，整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層次和模塊模型如圖4所示。

2.3通信外場(chǎng)測(cè)試平臺(tái)

車載移動(dòng)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信外場(chǎng)測(cè)試平臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)室已有的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)仿真測(cè)試平臺(tái)基礎(chǔ)上，通過建立車路通信和車車通信這兩種不同場(chǎng)景下的外場(chǎng)測(cè)試方案，可以實(shí)現(xiàn)基于IEEE802.16j移動(dòng)WiMAX的車載寬帶接入網(wǎng)絡(luò)不同業(yè)務(wù)傳輸和基于IEEE802.11pWAVE的車輛自組織網(wǎng)絡(luò)通信，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其性能進(jìn)行分析。本實(shí)驗(yàn)室的車載網(wǎng)絡(luò)測(cè)試外場(chǎng)位于同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)校園和曹安路口。如圖5所示，本測(cè)試平臺(tái)是通過車輛間安全信息高速傳輸，實(shí)現(xiàn)與智能交通信息中心的信息交互(如：路況指示)，也實(shí)現(xiàn)與公網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字多媒體業(yè)務(wù)交互(如：互聯(lián)網(wǎng)接入)。

3新型車載移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)研究

文章的主要目的是對(duì)新型車載移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一次全新的探索。從基于WAVE和WiMAX技術(shù)融合的角度對(duì)車輛通信網(wǎng)絡(luò)的整體構(gòu)架給出一種可行的解決方案，并使用跨層融合的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和優(yōu)化方法提高新型車輛通信網(wǎng)絡(luò)的性能。下面將從多信道協(xié)調(diào)和調(diào)度、路由機(jī)制改進(jìn)、群組切換和兩級(jí)資源調(diào)度方面對(duì)新型車載移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵研究技術(shù)作簡(jiǎn)單介紹。

3.1基于鏈路狀態(tài)的分布式信道調(diào)度和信道自適應(yīng)協(xié)調(diào)機(jī)制

在多信道的研究中，文章采用了基于時(shí)隙間隔的信道協(xié)調(diào)機(jī)制和時(shí)分多址(TDMA)的信道接入機(jī)制，以確定協(xié)議的基本架構(gòu)。在協(xié)議基礎(chǔ)架構(gòu)中一個(gè)同步間隔包含一個(gè)控制窗口和一個(gè)數(shù)據(jù)交換窗口，每個(gè)窗口進(jìn)一步按時(shí)隙劃分?？刂拼翱谟脕?lái)進(jìn)行安全消息和控制消息的廣播，數(shù)據(jù)交換窗口用來(lái)進(jìn)行非安全信息的單播或區(qū)域廣播，設(shè)計(jì)的VANET多信道MAC協(xié)議的框架如圖6所示?；诮煌芏鹊男诺雷赃m應(yīng)協(xié)調(diào)機(jī)制主要是根據(jù)交通密度信息，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制窗口間隔和數(shù)據(jù)交換窗口間隔。并在已提出的協(xié)議框架基礎(chǔ)上，研究采用分布式的多信道調(diào)度算法，在局部范圍內(nèi)從頻率和時(shí)間的兩維角度為節(jié)點(diǎn)分配最優(yōu)資源;提高信道利用率和吞吐量;并在此基礎(chǔ)上基于全網(wǎng)對(duì)算法性能進(jìn)行分析。

3.2基于相對(duì)位置的路由算法

在目前的車載網(wǎng)絡(luò)中，可以通過鏈路預(yù)測(cè)來(lái)獲得節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位置，以此進(jìn)行路由的選擇。為了減輕數(shù)據(jù)鏈路層的負(fù)擔(dān)，讓目前的路由算法能獨(dú)立于MAC進(jìn)行，在研究中可選用全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備提供位置信息的方法。通過對(duì)行駛中的車輛節(jié)點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)預(yù)測(cè)和對(duì)現(xiàn)有的分簇算法進(jìn)行改進(jìn)，使用緊急消息廣播機(jī)制，保證了車輛發(fā)生事故后，緊急消息快速穩(wěn)定地發(fā)送。在這個(gè)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于移動(dòng)預(yù)測(cè)的分簇廣播路由算法就顯得非常重要。同時(shí)，由于車載網(wǎng)絡(luò)中車輛節(jié)點(diǎn)的高速移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁變化，為了提高車載網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，減輕節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中頻繁中斷引起的延時(shí)，需要通過對(duì)節(jié)點(diǎn)的位置和速度、加速度信息進(jìn)行預(yù)測(cè)，估計(jì)連接保持時(shí)間，在路由斷裂前啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過程，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)腝oS。

3.3基于移動(dòng)中繼技術(shù)的群組切換機(jī)制

群組切換(GHO)是在移動(dòng)車輛上的多個(gè)用戶終端同時(shí)到下一個(gè)基站的切換，在切換過程中需要根據(jù)不同業(yè)務(wù)級(jí)別進(jìn)行資源重新分配以保證業(yè)務(wù)的QoS;對(duì)于切換過程資源預(yù)留問題可以利用移動(dòng)用戶預(yù)測(cè)的技術(shù)來(lái)進(jìn)行初步估計(jì)，以降低切換掉話率、減少切換時(shí)延?；谥欣^技術(shù)的群組切換研究?jī)?nèi)容包括：基于移動(dòng)預(yù)測(cè)的群組切換過程設(shè)計(jì)、基于子信道重新分配策略的切換接納控制策略、及速度自適應(yīng)切換算法研究等。

3.4基于中繼的兩級(jí)調(diào)度算法

在車載網(wǎng)絡(luò)引入中繼技術(shù)后，寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)內(nèi)將增加中繼節(jié)點(diǎn)。基站和用戶終端將通過中繼站點(diǎn)進(jìn)行信令的交互，而不是兩者間的直接通信。由此在這種系統(tǒng)中，出現(xiàn)了分級(jí)調(diào)度的概念，主要是基站端的資源調(diào)度和中繼節(jié)點(diǎn)端的資源調(diào)度，即采用了分布式調(diào)度機(jī)制。由于中繼站點(diǎn)自身有很強(qiáng)的處理能力，包括具有部分的基站判決能力，能通過中繼節(jié)點(diǎn)輔助基站對(duì)用戶終端做出資源分配優(yōu)化的相應(yīng)判決，減輕對(duì)基站的負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)的吞吐量和數(shù)據(jù)傳輸速度。兩級(jí)資源調(diào)度算法主要在“車輛-MRS節(jié)點(diǎn)-路邊基站”三層結(jié)構(gòu)下，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化而進(jìn)行兩級(jí)動(dòng)態(tài)帶寬資源分配(DBA)，提供頻譜資源利用率，為不同類型的業(yè)務(wù)提供不同的服務(wù)質(zhì)量保障。

.

4結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)家“十一五”科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中指定的重大專項(xiàng)——“新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)”中，車輛自組織通信網(wǎng)絡(luò)及寬帶無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的融合將是其中重要的組成部分。新型車載網(wǎng)絡(luò)可以提高城市智能交通系統(tǒng)服務(wù)水平，促進(jìn)城市寬帶無(wú)線信息系統(tǒng)建設(shè)，為無(wú)線城市發(fā)展和建設(shè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)城市提供有力的支持。針對(duì)此種情況，文章提出了基于WAVE的車輛自組織通信網(wǎng)絡(luò)和基于WiMAX的車載寬帶無(wú)線接入技術(shù)的混合式車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并給出了新型車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模塊模型。在設(shè)計(jì)新型車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議框架過程中，我們對(duì)車輛自組織通信中的多信道協(xié)調(diào)、調(diào)度、組播路由機(jī)制和車載寬帶無(wú)線接入中的群組切換、多級(jí)資源調(diào)度分配機(jī)制等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了理論研究分析。未來(lái)新型車載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，高速移動(dòng)場(chǎng)景下的通信業(yè)務(wù)QoS保證和在移動(dòng)過程中異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)覆蓋下的快速無(wú)縫切換等一系列技術(shù)還有待于進(jìn)一步的研究。

5參考文獻(xiàn)

[1]ASTME2213-03.Standardspecificationfortelecommunicationsandinformationexchangebetweenroadsideandvehiclesystems-5GHzbanddedicatedshortrangecommunication(DSRC)mediumaccesscontrol(MAC)andphysicallayer(PHY)specifications[S].2003.

[2]YINJijun,ELBATTT,YEUNGG,etal.PerformanceevaluationofsafetyapplicationsoverDSRCvehicularadhocnetworks[C]//Proceedingsofthe1stACMInternationalWorkshoponVehicularAdHocNetworks(VANET’04),Oct1,2004,Philadelphia,PA,USA.NewYork,NY,USA:ACM,2004:1-9.

[3]IEEEStd802.16e.IEEEstandardforlocalandmetropolitanareanetworks,Part16:Airinterfaceforfixedandmobilebroadbandwirelessaccesssystems[S].2006.

[4]YANGK,OUS,CHENH,etal.AmultihoppeercommunicationprotocolwithfairnessguaranteeforIEEE802.16basedvehicularnetworks[J].IEEETransactionsonVehicularTechnology,2007,56(6):3358-3370.

[5]SHANL,LIUF,YANGK.PerformanceanalysisofgrouphandoverschemeforIEEE802.16j-enabledvehicularnetworks[C]//ProceedingsofthetheJointInternationalConferencesonAsia-PacificWebConferenceandWeb-AgeInformationManagement(APWEB-WAIM’09),Apr5-7,2009,Suzhou,China.LNCS5446.Berlin,Germany:Springer-Verlag,2009:651-656.

[6]IEEEC802.16j-D5.Draftamendmentforlocalandmetropolitanareanetworks,Part16:Airinterfaceformobilebroadbandwirelesssystemsmultihoprelayspecification[S].2008.

[7]CRICHIGNOJ,WUMinyou,SHUWei.Protocolsandarchitecturesforchannelassignmentinwirelessmeshnetworks[J].AdHocNetworks,2008,6(7):1051-1077.

[8]MOJ,SOHW,WALRANDJ.ComparisonofmultichannelMACprotocols[J].IEEETransactionsonMobileComputing,2008,7(1):755-765.

[9]SOHW,WALRANDJ,MOJ.Amulti-channelMACproposalforadhocwirelessnetworks[C]//ProceedingsofIEEEWirelessCommunicationsandNetworkingConference(WCNC’07),Mar11-15,2007,HongKong,China.Piscataway,NJ,USA:IEEE,2007:255-260.

[10]LOCHERTC.Aroutingstrategyforvehicularadhocnetworksincityenvironments[C]//ProceedingsoftheIEEEIntelligentVehiclesSymposium(IVS’03),Jun9-11,2003,Columbus,OH,USA.Piscataway,NJ,USA:IEEE,2003:156-161.

[11]KORKMAZG,EKICIE,OZGUNERF.Urbanmulti-hopbroadcastprotocolforinter-vehiclecommunicationsystems[C]//Proceedingsofthe1stACMInternationalWorkshoponVehicularAdHocNetworks(VANET’04),Oct1,2004,Philadelphia,PA,USA.NewYork,NY,USA:ACM,2004:76-85.

[12]LIFan,WANGYu.Routinginvehicularadhocnetworks:Asurvey[J].IEEEVehicularTechnologyMagazine,2007,2(2):12-22.

[13]WANGLiping,JIYusheng,LIUFuquang.AdaptivesubframepartitioningandefficientpacketschedulinginOFDMAcellularsystemswithfixeddecode-and-forwardrelays[J].IEICETransactionsonCommunications,2009,E92-B(3):755-765.

[14]JEONSH,LEESH.Arelay-assistedhandovertechniquewithnetworkcodingovermulti-hopcellularnetworks[J].IEEECommunicationsLetters,2007,11(3):252-254.

[15]SHANLianhai,LIUFuqiang,WANGLiping,etal.Predictivegrouphandoverschemewithchannelborrowingformobilerelaysystems[C]//ProceedingsoftheIEEEInternationalConferenceonWirelessCommunicationsandMobileComputing8,2008,CreteIsland,Greece.(Conference(IWCMC’08),Aug6Piscataway,NJ,USA:IEEE,2008:153-158.

[16]IEEEP802.21/D01.00.IEEEstandardforlocalandmetropolitanareanetworks:Mediaindependenthandoverservices[S].2006.