Nâng cao hiệu năng trong mạng vanet bằng việc cải tiến phương pháp điều khiển truy cập

Nâng cao hiệu năng trong mạng vanet bằng việc cải tiến phương pháp điều khiển truy cập Nâng cao hiệu năng trong mạng vanet bằng việc cải tiến phương pháp điều khiển truy cập Nâng cao hiệu năng trong mạng vanet bằng việc cải tiến phương pháp điều khiển truy cập Nâng cao hiệu năng trong mạng vanet bằng việc cải tiến phương pháp điều khiển truy cập Nâng cao hiệu năng trong mạng vanet bằng việc cải tiến phương pháp điều khiển truy cập Nâng cao hiệu năng trong mạng vanet bằng việc cải tiến phương pháp điều khiển truy cập v

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌCVÀCÔNGNGHỆ VIỆTNAM HỌCVIỆNKHOAHỌCVÀ CÔNG NGHỆ - BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO NGUYỄNHOÀNG CHIẾN NÂNGCAOHIỆUNĂNGTRONGMẠNGVANET BẰNGVIỆCCẢITIẾNPHƯƠNGPHÁPĐIỀUKHIỂNTRUY CẬP LUẬNÁNTIẾNSĨHỆTHONG THÔNG TIN Hà Nội– 2023 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌCVÀCƠNGNGHỆ VIỆTNAM BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO NGUYỄNHỒNG CHIẾN NÂNGCAOHIỆUNĂNGTRONGMẠNGVANET BẰNGVIỆCCẢITIẾNPHƯƠNGPHÁPĐIỀUKHIỂNTRUY CẬP LUẬN ÁN TIẾN SĨ HỆ THONG THƠNG TINMãsố:9480104 XácnhậncủaHọcviện KhoahọcvàCơngnghệ Ngườihướngdẫn Hà Nội –2023 LỜICAMĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án Tiến sĩ với tiêu đề "Nâng cao hiệu mạngVANETbằngviệccảitiếnphươngphápđiềukhiểntruycập"làcơngtrìnhnghiêncứucủariêng tơidướisựhướngdẫncủaPGS.TS.PhạmThanhGiang Cáckếtquả,sốliệuđượctrìnhbàytrongluậnánlàtrungthực,mộtphầnđãđượccơng bố TạpchívàKỷyếuHộithảokhoahọcchunngànhtrongnướcvàquốc tế Luận án có tham khảo sử dụng số thơng tin từ nguồn sách, tạp chívàluậnánđược liệtkê trongdanhmụctàiliệu thamkhảo HàNội,ngàyt h n g năm2023 NGHIÊNCỨUSINH NguyễnHoàngChiến LỜICẢMƠN Nội dung luận án thực Học viện Khoa học Cơng nghệ, ViệnCơngnghệthơngtin,ViệnHànlâmKhoahọcvàCơngnghệViệtNam.Nghiêncứusinhxintỏlịngbiết ơnsâusắcđếnPGS.TS.PhạmThanhGiang,ngườiđãtậntìnhhướngdẫn,địnhhướngchoqtrìnhnghiêncứuthực hiệnluậnán Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp quý báu qua cácbuổiseminarđịnhkỳhàngthángcủaqThầyCơ,cácchungia,cácNCStrongnhómnghiêncứuvề CơngnghệmạngvàTruyền thơngtạiViện Cơng nghệthơngtin Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Học viện Khoa học Cơngnghệ, Viện Cơng nghệ thơng tin, Phịng Tin học Viễn thông tạo điều kiện thuận lợichoviệcnghiêncứuthực hiệnluậnán Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trường Đại học Kinh tế Kỹthuật Công nghiệp, Bộ Công Thương đồng nghiệp Khoa Cơng nghệthơngtinđãtạođiềukiệnvàgiúpđỡtơihồnthànhluậnánnghiêncứucủamình Cuối biết ơn sâu sắc tới gia đình ln chia sẻ, cảm thơng, khích lệtinhthầnđểtơihồnthànhluậnánnày NGHIÊNCỨUSINH NguyễnHoàngChiến MỤCLỤC LỜICAMĐOAN .i LỜICẢMƠN ii MỤCLỤC .iii DANHMỤCCÁC KÝHIỆU,CÁCCHỮVIẾTTẮT vi DANHMỤCCÁC HÌNHVẼ xiii DANHMỤCCÁCBẢNGBIỂU xv MỞĐẦU CHƯƠNG1.NGHIÊNCỨUTỔNGQUANVỀMẠNGVANET .8 1.1Giớithiệu mạngkhôngdâyAd hoc 1.2GiớithiệumạngVANET 10 1.2.1 KiếntrúccủaVANET 12 1.2.2 Cácmơ hìnhtruyềnthơng trongVANET .13 1.2.3 ĐặcđiểmcủamạngVANET 14 1.2.4 CácứngdụngtrongmạngVANET .15 1.2.5 YêucầucủaVANET 17 1.2.6 TháchthứctrongmạngVANET 18 1.3 Cácthànhphầngiao thứctrong VANET .18 1.3.1 LớpvậtlýtrongIEEE802.11p 20 1.3.2 Lớp MACtrongIEEE802.11p 21 1.3.3 Giao thứcIEEE1609.4 .28 1.4 HiệunăngmạngVANET 30 1.4.1 Khái niệmvềhiệu 30 1.4.2 Cácđộđohiệunăngmạng 30 1.4.3 Cácyếutốảnhhưởngđếnhiệunăng .31 1.4.4 PhươngphápđánhgiáhiệunăngtrongmạngVANET 35 1.5 KếtluậnChương1 38 CHƯƠNG2.PHÂNTÍCH,ĐÁNHGIÁPHƯƠNGPHÁPĐIỀUKHIỂNTẮCNGHẼNT RONGMẠNGVANET 39 2.1 ĐiềukhiểntắcnghẽntrongmạngVANET 39 2.1.1 Nguyênlýđiềukhiển tắcnghẽn 39 2.1.2 Kiếntrúcđiềukhiểntắcnghẽn xuyên lớp 40 2.1.3 Phương pháp pháthiệntắcnghẽn 41 2.1.4 Phươngpháp điều khiểntắcnghẽn 42 2.2 Một số vấn đề điều khiển tắc nghẽn tồn chế truyềnquảngbátrongmạngVANET 44 2.3 Hướngtiếp cận giải vấnđềđiềukhiển tắcnghẽn 46 2.3.1 Hướng tiếpcậntheophương pháp dựatrên tốcđộtruyền .46 2.3.2 Hướngtiếpcậntheophươngpháp dựatrên công suất 48 2.3.3 Hướngtiếpcậntheophương pháp dựatrên CSMA/CA 50 2.3.4 Hướngtiếpcậntheophương phápdựatrênđộ ưutiênvàlậplịch .51 2.3.5 Hướngtiếpcậntheophương pháp lai 53 2.3.6 Một sốphântíchvàđánhgiá 56 2.4 Hướngtiếp cậnvàđịnhhướngnghiêncứucủaluậnán 58 2.5 KếtluậnChương2 60 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN CỬA SỔ TƯƠNG TRANH THÍCH ỨNG ĐỂCẢI THIỆN TỶ LỆ NHẬN THÀNH CÔNG CÁC THÔNG BÁO AN TOÀNTRONGMẠNGVANET .61 3.1 Đặtvấn đề 61 3.2 Mộtsốnghiêncứuliênquan 63 3.3 Giảiphápđiềukhiểncửasổtươngtranh thíchứng ACWC .67 3.3.1 Phươngpháp giámsát lưulượngquảngbátrong mạng 67 3.3.2 Cấu trúcdữliệughinhậnlưu lượngquảngbátrong mạng 70 3.3.3 Phương pháp tínhtỷlệnhận 71 3.3.4 Thuậttốnđiềukhiểncửasổtươngtranh thíchứng 72 3.4 Mô phỏngvàkếtquả 75 3.4.1 Thiếtlập mô hình mạng vàthamsốmơphỏng 75 3.4.2 Cácđộđohiệunăng .78 3.4.3 Phântíchvàđánhgiákết quảmơ 80 3.5 KếtluậnChương3 83 CHƯƠNG THIẾT KẾ CỬA SỔ TƯƠNG TRANH TRƯỢT THÍCH ỨNGĐỂ GIẢM THIỂU TỶ LỆ XUNG ĐỘT THÔNG BÁO AN TOÀN TRONGMẠNGVANET .84 4.1 Đặtvấn đề 84 4.2 Mộtsốnghiêncứuliênquan 85 4.3 Giảiphápđiềukhiểncửasổ tươngtranhtrượt thích ứngASCWC9 4.3.1 Cơchếđiều khiển truycập ưu tiên .91 4.3.2 Thuậttốnđiềukhiểncửasổtương tranhtrượt thích ứng .93 4.4 Đánhgiákết quảbằngmô 95 4.4.1 Cácthamsố môphỏng 95 4.4.2 Cácđộđohiệunăng .98 4.4.3 Kếtquảmôphỏng .99 4.4.4 Phântích kếtquảmơ .107 4.5 KếtluậnChương4 108 KẾTLUẬN 110 CÁCCƠNGTRÌNHKHOAHỌCĐÃCƠNGBỐ 112 TÀILIỆUTHAMKHẢO 113 PHỤLỤC .124 DANHMỤCCÁCKÝHIỆU, CÁCCHỮVIẾT TẮT Kýhiệu AC NghĩatiếngAnh NghĩatiếngViệt AccessCategory Danhmụctruycập ACK ACKnowledgement Xácnhận ACS Awareness ControlStrategy Phươngphápđiềukhiểnnhậnthức AdaptiveContentionWindow Điềukhiển cửasổtươngtranhthích Control ứng ACWC AIFS AIFSN AMRC AN ArbitrationInterFrame Space Khoảngthờigian giữacáckhung tindữliệu ArbitrationInterFrame Space Sốkhoảngthờigiangiữacáckhung Number tintrọngtài AdaptiveMessageRateControl Điềukhiển tốcđộthơngbáothích ứng ActualNumber Sốthựctế AdaptiveSlidingContention Điềukhiển cửasổtươngtranhtrượt WindowControl thíchứng Adaptable OffsetSlot Khedịchchuyểnthíchứng AP AccessPoint Điểmtruynhập AT ATtenuation Sự suygiảm AdaptiveTrafficBeacon Tínhiệugiaothơngthíchứng AVehicleOrientedCongestion Thuậttốn điềukhiểntắcnghẽn ControlAlgorithm hướngphươngtiện AverageWaitingTime Thờigian chờtrungbình ASCWC AOS ATB AVOCA AWT Nỗlựctốiđa,kýhiệumộtkiểudữliệuđap BE BestEffort hươngtiệntrongIEEE 802.11e BEB BinaryExponentialBackoff BK BacKground BPSK BinaryPhaseShiftKeying Thủtụcquayluihàm mũnhịphân nền,kýhiệu mộtkiểudữliệuđa phươngtiệntrongIEEE802.11e Điềuchếpha nhịphân BRR BeaconReceptionRate Tỷlệtiếpnhậntín hiệu BSS BasicServiceSet Bộdịchvụcơsở BasicServiceSetIdentifier Địnhdanhbộdịchvụcơsở BSSID CABS ContextAwareBeacon Scheduling Lậplịchtín hiệutheongữcảnh CBR ChannelBusyRatio Tỷlệkênhtruyềnbận CCA ClearChannelAssessment Xácđịnhkênhrỗi CCH ControlChannel Kênhđiềukhiển CDMA CodeDivisionMultipleAccess Truynhậpkênhphânchiatheomã C2C-CC CartoCarCommunication Hiệphộitruyềnthơng giữaxevới xe CarrierSenseMultiple Access Điềukhiển đatruynhậpcảmnhận withCollisionAvoidance sóngmang cótránh xungđột ChannelMonitoringand Khoảngthờigian quyếtđịnhvà DecisionInterval giámsátkênhtruyền CS ChannelState Trạngtháikênh CR CollisionRate Tỷlệxung đột CTS ClearToSend CW ContentionWindow Cửasổtươngtranh DA DestinationAddress Địachỉđích DBM- DensityBasedMethodfor Phươngphápdựatrên mậtđộđể ACW AdjustingtheCWsize điềuchỉnh kíchthướcCW CSMA/CA CMDI DCF DIFS DITRAC DS DSRC DistributedCoordination Function DCFInterFrameSpace DynamicIntegrated TRAnsmissionControl Góitinthơngbáo sẵnsàngđể truyền Chứcnăngcộngtácphântán KhetrốngthờigianDCF Điềukhiểntruyềntíchhợpđộng DistributedSystem Hệthốngphântán DedicatedShortRange Côngnghệ truyềnthôngtầmngắn Communication chuyêndụng DFPAV Distributed Fair Điều chỉnh công suất công PowerAdjustmentsforVehic bằngphântánchomôitrườngphươn ular g environments EnhancedDistributedChannel tiện Truycậpkênhtruyềnphântán Access nângcao EIFS ExtendedInterFrameSpace Khetrốngthờigianmở rộng EOSP EndofServicePeriod Kếtthúcchu kỳdịchvụ Event-drivenSafety Cácứngdụng antoàn hướngsự Applications kiện EDCA ESA ETSI FCC EuropeanTelecommunications StandardsInstitute FederalCommunications Commission Việntiêuchuẩnviễnthôngchâuâu Ủybantruyềnthôngliênbang FrequencyDivisionMultiple Truynhậpkênhphânchiatheotần Access số FDF FirstDeadlineFirst Thờihạn đầutiên FEC ForwardErrorCorrection Sửalỗichuyểntiếp FFT FastFourierTransform BiếnđổiFouriernhanh FIFO FirstInFirstOut Vàotrướcratrước FairPowerAdjustment for Điềuchỉnh côngsuấtcôngbằng Vehicularenvironment trongmôitrườngphươngtiện GlobalNavigationSatellite Hệthốngdẫnđườngbằngvệtinh System tồncầu GlobalSystemforMobile Hệthốngtồncầucho truyềnthơng Communication diđộng GlobalPositioningSystem Hệthốngđịnhvịtồncầu GPRS GeneralPacketRadioService Dịchvụchuyểnmạch góitổnghợp HCCA HCFControlledChannelAccess FDMA FPAV GNSS GSM GPS HCF HS Truycậpkênhđược điềukhiểnbởi HCF HybridCoordinationFunction Chứcnăngđiềukhiển lai HotSpot Điểmphát sóng