分布式VANETs 中车流自适应的低冲突TDMA-MAC 协议*

程 凯，张信明

(中国科学技术大学 计算机科学与技术学院，安徽 合肥230026)

0 引言

车载自组织网络 (Vehicular Ad Hoc Networks，VANETs) 作为智能交通系统不可或缺的组成部分，自被提出以来就因其在车联网领域的广阔应用前景而受到学术界和工业界的广泛关注[1]。它是一种在移动车辆之间或车辆与路边基础设施之间通过短距离通信技术实现互连的专用网络，能够为交通参与者所需要的安全类、服务类、管理类等丰富的上层应用提供网络支持[2]。

在分布式VANETs 中，车辆节点在控制信道上周期性广播的基础安全消息 （Basic Safety Message，BSM）是整体网络高效、可靠运行的重要一环[3]。一方面安全类应用可以据此进行事故规避、风险评估以及驾驶辅助等诸多决策，另一方面依据该消息中车辆信息进行上层协议的优化也能提高非安全类应用的各项性能指标[4]。因此如何在多节点之间合理、高效、低冲突地分配控制信道资源，实现BSM的可靠传输是分布式场景中媒体访问控制层（Medium Access Control，MAC）协议设计至关重要的问题[5]。时 分多 址 （Time Division Multiple Access，TDMA）机制被认为是一种能确保节点及时、可靠传输各类消息的高效方案，尤其是在中高节点密度场景中表现突出，然而在VANETs 中，由于节点高速移动、网络拓扑动态变化等特性所导致的接入冲突与融入冲突，将影响冲突节点传输BSM 的时效性，进而降低整体网络的安全性与稳定性[6]。

接入冲突是指一跳或两跳邻居节点之间由于彼此没有优先级区分，在同时预约相同时隙（slot）时产生碰撞[7]。融入冲突是指原本能够复用slot 的节点由于网络拓扑变化成为两跳邻居后产生的冲突[8]。发生融入冲突的节点需要重新预约slot，进而增加接入冲突发生次数。为了降低由复用slot 的节点之间速度差异导致的融入冲突与后续接入冲突，学术界已经提出了较多协议，主流方案是依据运动属性对节点与帧内slot 进行分组。其中文献[9]提出的VeMAC 协议依据运动方向划分帧内slot，节点按照行驶方向预约对应分组内slot，有效降低了不同方向节点随机预约slot 导致的冲突。为了进一步降低由同向节点速度差异导致的冲突，部分工作在VeMAC 的基础上继续细化节点运动属性从而进一步划分slot 分组，例如文献[10]提出的CFR-MAC协议将同向节点分为高、中、低速三类。

但在实际应用中，道路上的双向车流往往是动态变化的，两个方向上的节点数目并不平衡。这在实际生活中也较为常见，例如早晚高峰路段，同时不同区域内的车流分布也不完全相同。在分组长度固定的方案中，当一侧方向上节点数目超出对应分组的slot 负载时，节点只得借用其他分组内slot，此时分组方案的优势被大大削弱，冲突发生的概率随之增加[11]。为了缓解动态车流对协议降低冲突效果的影响，文献[12]提出依据节点视角内两侧方向上邻居节点数目与对应分组内slot 数目的关系进行分组调整的A-VeMAC 协议，然而节点的左右两跳邻居之间由于超出冲突范围被允许复用slot，使之存在过早调整与超出需求等局限性，反而会降低协议性能。

针对上述动态变化的双向车流带来的挑战以及现有工作的不足，本文提出一种车流自适应、低冲 突 的TALC-MAC 协 议 （Traffic Adaptive and Low Collision MAC），主要贡献在于：

（1）针对现有分组调整方案的局限性，T ALC-MAC使用slot 占用率作为分组调整的判断依据，在满足特定条件时对slot 占用率较高方向的分组长度进行逐帧扩展或收缩，以适应车流实际分布，减缓动态变化的双向车流对协议性能的影响。

（2）考虑到分组长度调整方案中在双向分组相交处发生冲突概率大的问题，TALC-MAC 依据分组间相对速度关系设计帧内slot 分组方案，安排具体分组位置，有效降低相对速度差异较大的节点复用slot 在分组长度调整过程中发生冲突的概率。

（3）对于网络中不可避免出现节点预约slot 时与其运动属性对应的分组中已无空闲slot 的情况，TALC-MAC 提供一种低冲突的slot 预约策略，节点综合考虑自身运动属性、速度划分因子、各分组内slot 占用情况以及分组调整条件，决定其预约slot的最终选择。

1 系统模型与问题描述

1.1 系统模型概述

如图1 所示，网络场景由一段双向道路构成，节点是以分布式形式组织的车辆，从道路的某个入口驶入该段道路并接入网络，行驶一段时间后从某个出口驶离该段道路并离开网络，若其实际行驶方向有西向分量则定义为左向，否则为右向[9]。节点搭载半双工收发器异步接收和发送各类消息，同时搭载全球定位系统 （Global Position System，GPS）信号接收设备同步全局时间与获取车辆信息，包括自身位置、速度与方向等。

图1 分布式VANETs 系统模型及两类冲突示意图

节点在获取到的slot 到达时广播通告包，其中包含BSM，同时携带所有一跳邻居（通信半径为R）的slot 使用情况。在驶入道路或者出现冲突需要接入网络时，首先监听一帧时长的信道时间来收集并解析两跳邻居的slot 使用情况，按照协议选择一个与两跳范围内所有邻居均不冲突的空闲slot 进行预约，避免出现直接冲突，最后通过下一帧中所有邻居的通告包确认预约是否成功[13]。成功占用slot的节点仅在驶离道路或者出现冲突后才会释放当前占用的slot 资源。

图1 中展示了两类冲突发生的情况，节点X 与节点Y 同时预约相同slot，在两者的共同一跳邻居A 处发生接入冲突。节点X 与节点Z 原本由于没有公共邻居而复用slot，当相对位置发生变化后在公共邻居B 处发生融入冲突。如图2 所示，网络中的时间被划分为固定长度为TF的时间帧，每个时间帧进一步被划分为S 个slot，分为左向SL与右向SR两个分组。

图2 网络时间划分示意图

1.2 融入冲突概率与节点相对速度的关系

本小节描述两节点发生融入冲突的概率与其相对速度的关系。规定速度、位置右向为正，假设节点A 与节点B 占用了相同slot，速度分别为VA与VB。当前为0 时刻，B 在A 右侧，即两者位置满足PA＜PB。两节点保持速度使位置越来越近，且发生融入冲突时两者距离为DM，时刻为TM，易知在不考虑节点离开网络的前提下不论方向如何均有：

考虑节点会从某个路口离开网络，假设离开网络时刻分别为TA与TB，网络最大持续时间为Tmax，定义事件F 为A 与B 发生融入冲突，显然需要满足TM＜TA且TM＜TB。固定TM，在 时间轴上随机选择TA与TB的位置，易知F 发生的概率为：

显然两节点速度差异越大，发生融入冲突的概率也就越大。该结果验证了分组长度固定的方案在面对动态变化的双向车流时存在的问题，即节点借用对向分组内slot，使相对速度差异较大的节点之间复用slot，进而增大P(F)。此外发生融入冲突的节点需要重新预约slot，进而增大接入冲突发生概率，也即动态变化的双向车流影响了分组方案降低冲突的效果。

1.3 两跳邻居数目与占用slot 数目的关系

本小节描述节点X 视角内两跳邻居数目与所占用slot 数目之间的关系。如图3 所示，仅考虑单个方向（右向）与固定的进入网络顺序，节点仅依据方向选择对应分组内的空闲slot，不考虑冲突以及节点超出分组内slot 阈值的情况。假设X 左右两跳范围内均匀分布着4N 个与之同向的邻居节点。节点依次进入网络，对于X 及其右侧的2N+1 个节点，由于彼此位于两跳范围内，必须预约互不相同的slot，因此X 接入网络后SR(X)中被占用的slot 数目|SOR(X)|为2N+1。

图3 节点X 两跳邻居与占用slot 分析示意图

当X 左侧节点L1接入网络时，由于R1超出两跳范围，因此在L1视角内SR被占用了2N 个slot。定义事件F10与F11分别为L1选择了与R1相同和不同的slot，从而使得|SOR(X)|增加0 或1，易知两者概率分别为：

易得由于L1加入网络|SOR(X)|的期望变为：

X 左侧节点继续加入网络，不难发现当编号为LK的节点进入网络时，其预约完slot 使X 视角内SR(X)被占用slot 数目增加了Q 个的事件FKQ概率为：

此时|SOR(X)|的期望变为：

当X 左侧2N 个节点全部加入网络后，期望变为：

X 加上自身两跳范围内共4N+1 个节点，因此两跳邻居数目与所占用的slot 数目之间存在差距，且节点密度越高时差距越大。这主要源于X 的左侧和右侧两跳邻居之间已经超出冲突域范围（2R），无法从自身一跳邻居的通告包中感知到对方占用slot 的情况，因此被允许复用slot。若考虑出现冲突需要重新预约slot，显然节点有更大概率与自身两跳范围外的节点复用slot。X 视角内两跳邻居中左向与右向节点集合分别为NTL(X)与NTR(X)，车流平衡度定义由式（9）给出，显然越不平衡的场景中上述差距越明显。

A-VeMAC 依据TBRX与分组内slot 数目的关系进行分组调整[12]，会出现两个问题：（1）过早调整，达到阈值条件时单向分组内仍有足量空闲slot；（2）超出需求，调整后节点密度较高方向的slot 数目超出实际需求。两个问题使得调整部分长度无法控制，并不能适应车流实际分布，重新预约该部分slot 的节点发生冲突概率大幅增加，反而会降低协议性能。

2 TALC-MAC 协议

基于上述系统模型与问题描述，本节将详细阐述TALC-MAC 的设计。首先提出一种基于slot 占用率的分组长度自适应调整方案；其次依据相对速度关系设计帧内slot 分组方案，安排具体分组的位置；最后提供一种低冲突的slot 预约策略。

2.1 分组长度自适应调整方案

节点X 进入网络时|SL(X)|与|SR(X)|相等，在每一帧结束时更新得到左右两个分组内slot 占用率分别为：

slot 占用率与分组内被占用slot 数目有关，占用率越高则剩余的空闲slot 数目越少，若该方向上节点继续增加，X 预约slot 时将借用对向分组，此时需要进行分组扩展以适应车流分布。给出如下参数定义：

（1）Hmax：分组扩展时节点密度较高方向对应分组中slot 占用率上限阈值。

（2）Lmax：分组扩展时节点密度较低方向对应分组中slot 占用率上限阈值。

（3）Umin：分组扩展时节点密度较低方向对应分组预留的slot 数目占整个帧长的最小比值。

（4）RE：节点密度较高方向对应分组扩展的单位slot 数目占整个帧长的比值。

假设当前节点X 视角内左侧方向上节点密度较高，如图4 所示在满足式（12）条件时X 时间帧内SL(X)将从两分组相交处向SR(X)一侧扩展EX个slot。

图4 分组长度扩展示意图

条件1 规定所有节点仅能对节点密度较高方向分组进行扩展。条件2 规定节点提前进行调整，防止多节点扩展分组后同时预约slot 导致接入冲突。条件3 保护SR(X)在其slot 占用率较高时不接受来自对向的分组扩展。递增EX直至不满足下式：

同样为保护SR（X），需要使其在被收缩之后slot占用率仍不超过Lmax。其次为防止车流极度不平衡时SL（X）的扩展一直持续至超出阈值，需要为右向节点预留定量slot。最后为避免1.3 节所述超出需求的问题，协议限制了单个时间帧内分组扩展的最大长度为：

式中依据两分组slot 占用率比值进行调整以适应 双 向 车 流 平 衡 度 的 动 态 性。SL（X）相 比SR（X）而 言slot 占用率差距越明显，则允许扩展的长度越大，否则越小。

综上，在面对动态的非平衡车流时，位于相近区域内拥有相似视角的节点将依据上述方案同步进行双向分组长度的调整，使SL（X）与SR（X）的长度尽量满足对应方向上节点数目的实际需求。在后续重新预约slot 时依据新的分组调整预约策略，逐步使此区域内节点占用slot 的情况与车流实际分布相适应。

考虑到真实场景中双向车流平衡度往往是动态变化的，节点可能从左侧方向上节点密度较高的区域行驶到右侧节点密度较高的区域。也即在X的视角内随着网络拓扑变化，左侧方向上节点数目不断降低，导致SL（X）内slot 占用率也随之降低，当达到某一阈值后即可对SL（X）进行收缩。给出如下参数补充：

（1）Dmax：分组收缩时节点密度较高方向对应分组中slot 占用率上限阈值。

（2）RC：节点密度较高方向对应分组收缩的单位slot 数目占整个帧长的比值。

如图5 所示在满足式（15）条件时X 时间帧内SL（X）将 从 两 分 组 相 交 处 向SL（X）一 侧 收 缩CX个slot。

图5 分组长度收缩示意图

首先分组收缩的前提是SL（X）在之前的时间帧内被扩展，也即前文所述的分组扩展仅从节点密度较高方向进行。其次要求经过网络拓扑变化后SL（X）的slot 占用率降低到阈值Dmax。递增CX直至不满足下式：

SL（X）在收缩之后需要确保slot 占用率不超过Hmax，以避免数个时间帧内该分组需要再进行扩展的情况发生。其次分组扩展与收缩都是以节点密度较高方向为主，起始和终止条件均为双向分组长度相等。CX的最大长度由下式给出：

此时依据双向分组长度的比值来调整，当分组SL（X）需要收缩时其长度相比SR（X）越长则允许收缩的长度也越大，反之越小。上述分组长度自适应调整过程在右侧方向上节点密度较高时也可以进行类似操作。整体策略可以形式化为GLA （Group Length Adjustment）算法，伪代码如下：

算法1：GLA

输 入：SL（X），SR（X），Hmax等参数；

（1）if |SL（X）|≥|SR（X）|，执行步骤（2）～（5）。

（2）if 式（12）成立，执行步骤（3）。

（3）for i∈[1,max(EX)]，重复步骤（3.a）～（3.c）：

（3.c）if 式（13）不成立，break。

（4）if 式（15）成立，执行步骤（5）。

（5）for i∈[1,max(CX)]，重复步骤（5.a）～（5.c）：

（5.c）if 式（16）不成立，break。

（6）if |SL（X）|≤|SR（X）|，重复步骤（2）～（5），修改对应公式中的L与R。

2.2 帧内slot 分组方案

细致的帧内slot 分组方案在面对动态变化的双向车流时，将更容易出现分组内slot 占用率超出阈值的情况，使得不同运动属性的节点预约相同分组内slot，反而会降低分组优势，此外在真实车流场景中往往无法确定合适的运动属性划分标准。因此如图6 所示，TALC-MAC 仅考虑将单向分组进一步划分为等长的两个较小分组，分别表示相对高速与相对低速，四个较小分组分别命名为LH、LL、RH 与RL。

图6 帧内分组方案示意图

依据1.2 节分析，复用slot 的两节点相对速度差异越大，发生融入冲突的概率越高。2.1 节中基于slot 占用率的分组调整方案在一定程度上缓解了动态变化的双向车流对协议性能的影响，但是在调整部分（EX与CX段）发生融入冲突的概率依旧较大，这是由节点使用slot 的行为特性决定的。

已有工作中帧内较小分组位置安排完全相同[10]，而分组调整一般在双向分组相交处开展。若沿用此方案，则预约了相交处的两个较小分组内slot 的节点之间速度差异较大 （如LH 与RL），致使在适应车流分布的过程中节点密度较高方向上预约了调整部分slot 的节点，与对向上在调整前已经占用了相同slot 的节点之间发生冲突概率较大。

假设节点均匀分布，高速与低速节点的速度分别符合正态分布N（μH,）与N（μL,），μH＞μL。在不考虑分组内无空闲slot 的情况下，预约了四个较小分组内slot 的节点之间平均相对速度差异由大到小表示为：

（1）ΔV(LH,RH)=2μH；

（2）ΔV(LH,RL)=ΔV(LL,RH)=μH+μL；

（3）ΔV(LL,RL)=2μL；

（4）ΔV(LH,LL)=ΔV(RH,RL)=μH-μL。

TALC-MAC 依据上述相对速度关系安排帧内具体分组的位置，使相对速度差异较大的分组之间尽量远离，从而降低相对速度差异较大的节点复用slot 的概率。也即将LH 与RH 两个相对速度差异最大的分组安排在时间帧两端，LL 与RL 两个较低速分组安排在双向分组相交处，此时在分组调整前后预约了调整部分slot 的节点均相对低速，从而降低了由分组调整导致的在分组相交处发生冲突的概率。

2.3 slot 预约策略

由于节点占用slot 的规则以及分组长度自适应调整方案的限制，在车流动态变化的场景中，不可避免会出现节点预约slot 时与其运动属性对应的分组中无空闲slot 的情况。已有工作允许此类节点随机预约整个时间帧内的空闲slot[10]，此时这些节点与其他节点之间速度差异较大，发生冲突的概率也较大，对此TALC-MAC 提供一种低冲突的slot 预约策略。

当节点X 新加入网络或者由于出现冲突需要重新预约slot 时，首先依据从GPS 获得的自身速度方向决定其运动方向，即决定DX的取值为L 或R。其次依据解析到的一跳邻居通告包内容，根据式（18）计算其与m 个同向节点之间的速度差异。

其中k 定义为速度划分因子，其设置目标是使节点有更大概率接入运动方向上的High 分组，从而使该方向Low 分组中尽可能预留出空闲slot，从而进一步降低在分组相交处发生冲突的概率。X 依据当前所在区域内邻居节点的速度分布，决定其是较高速节点还是较低速节点，即确定SX，若ΔV≥0，则SX取值为H，否则为L。

定义E（DX,SX）为当前时间帧内方向为DX、相对速度为SX的较小分组中所有空闲slot 编号构成的集合。当X 需要预约slot 时，若E（DX,SX）=Ø，即首选分组内无空闲slot，则更新SX为｛H,L｝中另一个元素，借用同向另一个分组内slot。

若此时E（DX,SX）=Ø 仍成立，即同向大分组内无空闲slot，先进行分组长度调整的判断，若达到2.1 节所述条件则调整后重新进行预约。在不能进行分组调整时更新DX为｛L,R｝中另一个元素，且SX为L，即优先借用对向低速分组内slot。若仍无空闲slot 则更新SX为H，即最后才借用对向高速分组内slot。当上述过程中出现E（DX,SX）≠Ø，即可随机选择一个slot 预约，若最后仍无空闲slot 则本次预约失败。

上述细化的slot 预约策略考虑了2.2 节所述分组的相对速度差异。在面对动态变化的双向车流时，节点将综合考虑自身运动属性、 各分组内slot占用情况以及分组调整条件，决定其预约slot 的最终选择，从而有效降低节点随机预约整个时间帧内空闲slot 所导致的冲突。

3 仿真实验

3.1 仿真环境与参数

本节在操作系统为Ubuntu18.04.5 的环境中进行仿真实验，利用网络仿真模拟器OMNeT++[14]与无线通信仿真框架Veins[15]搭建仿真环境，修改Veins 框架中的MAC 层代码实现相关对比协议与所提TALC-MAC，同时使用城市移动仿真软件SUMO[16]生成真实运动车辆与道路模型，设计不同场景验证所提协议的性能表现。具体相关参数设置见表1。

表1 实验参数设置

为模拟真实场景，除道路两端出入口外还在两方向中间各设置一个出入口。各节点依据正态分布选择初始速度，依据3 s 原则确定车距后加入网络。节点到达道路中间等概率选择继续行驶或者离开网络，离开节点将从中间位置入口再次加入网络。到达终点的节点再返回出发点以维持节点总数不变。为模拟动态变化的双向车流，仅限制节点最大行驶速度，不限制加速、减速、出入口排队等行为。以两个方向上的节点总数比值设置平均车流平衡度（TBR）（左向节点较多），而不限制单个节点视角内TBR。确定单向节点总数后安排各车道节点数目，车速越快的车道节点数越少。部分参数取值经调优确定，所有节点加入网络后统计仿真时长内各项 指 标，对 比 协 议 为VeMAC[9]、A-VeMAC[10]与CFR-MAC[12]。

3.2 仿真结果与性能分析

首先分析本文所提分组长度自适应调整方案（TALC-GLA）的性能表现，图7 和图8 分别展示了仿真时间内不同协议在不同TBR 下两种冲突率的对比，冲突率定义为平均单个时间帧内冲突发生次数。TBR 为0.8，0.9 和1 时左向道路上并未出现明显的节点数目超出阈值的情况，因此冲突率较为稳定，将其平均值作为各协议基准。当TBR 继续减小，左向节点数目不断增加，VeMAC 中开始大量出现借用右向分组内slot 的情况，致使两种冲突率显著增加。例如TBR 为0.7 时融入冲突率较稳定状态仅增加5.7% ，而TBR 为0.1 时该指标激增到124%。接入冲突率一般较小因此影响更为明显，TBR 为0.7 时较稳定状态增加34.8%，但TBR 为0.1 时激增到稳定状态的16.6 倍。由此可见动态变化的双向车流对分组长度固定的协议性能的巨大影响。

图7 不同车流平衡度下接入冲突率

图8 不同车流平衡度下融入冲突率

相比之下A-VeMAC 较好地适应了双向车流，但正如1.3 节所分析，该方案存在一定局限性。考虑到右向节点的平均数目，在TBR 为0.4，0.5 与0.6 时过早调整与超出需求所带来的影响最为明显，接入冲突率较稳定状态分别增加了115%，82.8%与44.7%，而融入冲突率分别增加了36.1%，36.4%与24.9%，在TBR 为0.6 时融入冲突率甚至超过了VeMAC，由此可见A-VeMAC 存在的局限性影响了协议的性能。

TALC-GLA 中基于slot 占用率进行分组长度调整的方案很好地适应了双向车流的动态变化，接入冲突率较稳定状态的增加率始终保持在20.0%以内，最差情况在TBR 为0.4 时该指标较A-VeMAC的115%而言降低了82.7%。在分组长度调整过程中融入冲突的增加虽然无法避免，但最差情况在TBR 为0.1 时融入冲突率较稳定状态也仅增加19.3%。在A-VeMAC 出现显著局限性的TBR 为0.4，0.5 和0.6 时，融入冲突率较A-VeMAC 分别降低了0.062，0.074 与0.046，可见所提方案在适应双向车流分布上的优势。

图9 展示了不同参数下各协议通告包投递率的对比，该指标反映节点在控制信道上周期性广播的通告包被邻居节点成功接收的数量。由于仿真场景相同，因此影响投递率的主要因素即为网络整体冲突率。随着TBR 的降低，VeMAC 中投递率也不断降低，例如从TBR 为1.0 降到0.1 时，投递率降低了0.1%，而A-VeMAC 和TALC-GLA 分别降低了0.04% 和 0.03% 。同 样，TBR 为 0.4 和 0.5 时，TALC-GLA 的投递率相比于A-VeMAC 分别提升0.02%和0.01%。尽管该数值较小，但考虑到所有节点广播通告包的周期很短 （0.1 s），而被成功接收的通告包越多，BSM 中的信息越及时，因此所提分组调整方案有效提升了整体网络的安全与可靠。

图9 不同车流平衡度下通告包投递率

图10 展示了不同参数下各协议两种冲突率的对比，将仅按照相对速度进行细化分组，但并未调整具体分组位置，也未优化预约策略的对照协议称为TALC-UNOP。CFR-MAC 与VeMAC 类 似，随 着TBR 不断降低两种冲突率显著上升。而对于TALCMAC，最差情况下TBR 为0.1 时融入冲突率较稳定状态也仅增加20.8%，接入冲突率较稳定状态的增加率也始终保持在54.5%以内。对于TALC-UNOP，在不同TBR 下融入冲突率相较于TALC-MAC 均有不同程度的增加，例如TBR 为0.5 时增加了0.005，为0.3 时增加了0.029，而为0.1 时增加了0.032。接入冲突由于整体发生次数较少，增加并不明显。由此可见所提帧内slot 分组方案与slot 预约策略进一步降低了整体网络的冲突率。

图10 不同车流平衡度下冲突率

图11 展示了不同参数下各协议接入时延的对比，由于未考虑数据包传输等其他时延，因此仅考虑节点从预约slot 到成功占用slot 所经历的时延。随着TBR 降低，VeMAC 与CFR-MAC 接入时延不断提高，例 如VeMAC 在TBR 为0.1 时 相 比1.0 时增 加 了4.72 个slot，而CFR-MAC 增 加 了2.63个slot，可见分组固定方案的接入时延受到不平衡双向车流的影响较大。而分组调整方案有效降低了接入时延，相比于A-VeMAC，在TBR为0.4 和0.5 时，TALC-MAC 接入时延分别降低了0.44 和0.55 个slot。由 此 可 见TALC-MAC在降低整体网络接入时延，加快节点接入网络的速度上仍然具有优势。

图11 不同车流平衡度下接入时延

4 结论

本文针对分布式车载自组织网络设计了一种 车 流 自 适 应、 低 冲 突 的TALC-MAC 协 议，通过将slot 占用率作为判断依据设计分组调整方案，同时优化slot 分组方案与预约策略，使协议能有效适应双向车流的动态变化，保持整体网络低冲突的特性。仿真实验结果从冲突率、通告包投递率、 接入时延等方面验证了TALC-MAC 协议具有较优的性能表现。