基于网络效用最大化理论的分布式车联网拥塞控制策略

谭国真，韩国栋，张福新，丁男，刘明剑

（1. 大连理工大学计算机与科学技术学院，辽宁 大连 116024；2. 山东科技大学计算机科学与工程学院，山东 青岛 266590；3. 大连海洋大学信息工程学院，辽宁 大连 116023）

1 引言

协同车辆安全性系统（CVSS, cooperative vehicle safety system）[1]作为车联网中最具挑战性的车辆安全应用之一，依赖周期性广播的单跳数据分组来追踪周围车辆。数据分组中包含车辆的基本状态信息（如速度、加速度、位置等信息），CVSS依赖这些数据分组追踪邻居车辆的位置，从而避免车辆之间的碰撞[2]。由 IEEE设计的 802.11p协议和1609.x协议组成的WAVE通信架构专门用于车联网通信，被美国和欧洲所采用[3]。基于这些协议，CVSS能够通过车车通信探测到潜在的危险，并且通过及时告警避免车辆之间的碰撞。协同车辆安全系统在车联网安全应用中发挥着重要作用，据统计，该系统可以减少一个国家75%的交通事故[4]。

能否精确地追踪车辆的位置决定了CVSS的性能。本文用追踪精度来表示车辆的真实位置和通过数据分组信息计算得到的上一次车辆的位置之间的误差[5]。当数据分组的数量超过信道最大负载时，数据分组间的碰撞将会增加，从而导致数据分组的接受率下降[6]。由于车辆追踪依赖于周期性广播的数据分组，信道拥塞会严重影响CVSS的追踪性能。为了解决该问题，需要相应的信道拥塞控制策略避免信道拥塞。信道拥塞控制策略主要有3种：1）调节数据分组的发送速率；2）调节传输功率；3）同时调节数据分组发送速率和传输功率[7]。……