自组织车载网络隐藏终端问题文献综述
摘要：随着无线通信通信技术与交通业的发展日益密切，车载自组织网络的作用越来越显著。但由于隐藏终端问题的产生使得网络性能降低，所以本文主要对车载自组织网络终端问题的研究背景、研究现状、研究意义进行了介绍，从而来了解并解决隐藏终端问题。
关键词：研究背景 研究现状 研究意义
1 研究背景
随着交通业的飞速发展，道路车辆数目激增，道路交通安全形势日趋严峻。在过去10年间，大量的研究致力于通过发展驾驶辅助系统来解决交通安全问题，这一系统能够感知周围交通和车辆情况，并在危急时刻准确提醒司机[1]，车载自组织网络（vehicular ad-hoc network，VANET)正是在此基础上应运而生的。VANET是一种自组织、结构开放的车辆间通信网络，是一种特殊的移动自组网 (mobile ad-hoc networks，MANET)，可以适应不断变化的网络拓扑结构，为道路车辆之间、车辆与路边固定接入点之间提供通信[2]。
无线传感网由数量众多的传感器节点构成，每个节点仅有网络的局部视图，所能获取的信息及其有限，加之无线传感网所采用无线通信中基于竞争的特性和无线传感网纯分布的特征，使得集中而有效的传输调度无法实现，隐藏终端问题因而成为无线传感网中一大挑战。隐藏终端的存在会导致数据传输的接收方由于数据碰撞而不能正确解析接收到的信息[3]，造成带宽及能量的浪费，降低网络性能。另一方面，由隐藏终端引起的数据碰撞导致至少两个数据包的传输失败、节点及其对应的隐藏终端将会执行退避算法，重新竞争无线信道，当节点的退避次数达到最大值时将丢弃数据包。此类丢包可能误导系统进行重新路由，致使系统性能恶化。同时，有隐藏终端引起的数据碰撞会降低网络吞吐量。另一方面，无线传感网的资源极其受限，能量及带宽资源非常珍贵。因此隐藏终端问题已成为无线传感网大规模应用的瓶颈，亟待解决[4]。
2 研究现状
国内外为了解决隐藏终端问题，从不同的思路进行考虑，依据已有的协议分析总结并提出一些方法，或者根据已有的解决方案的优劣之处进行参考并加以改进。其研究的目的都是为了能够有效的解决隐藏终端问题，从而有效利用自组织网络的功能来发展智能交通。
2.1 国外研究现状
单信道RTS—CTS握手机制，主要目的是尽量减少甚至消除数据包的冲突。其基于请求发送-清除发送（Request to Send -Clear to Send，RTS—CTS）机制的MAC（Media Access Control）协议基本思想，是在数据传输之前，通信双方利用RTS—CTS帧预约信道，听到RTS或CTS的邻居节点均延迟自己的发送，通信双方预约信道预约成功，则开始发送Data，直到发送结束。在单信道条件下，在数据发送前附加RTS—CTS握手的方式，很好的解决了隐藏终端问题。Karn提出的MACA（Multiple Access with Collision Avoidance ）协议[5]和Bharghavan等提出的MACAW(Multiple Access with Collision Avoidance for Wireless)协议[6]等都是基于单信道RTS-CTS握手。MACAW协议中通过增加载波侦听来避免RTS帧冲突, 通过ACK帧加快丢帧重发。IEEE802.11中使用的RTS-CTS机制是基于单信道RTS-CTS握手的。虽然基于单信道RTS-CTS握手的协议可以有效地减轻无线局域网和Ad hoc网络中的隐藏终端问题, 但并不能将其彻底解决[7], 还会导致多链路之间RTS帧、CTS帧与数据帧的相互干扰, 而使用双/多信道RTS-CTS握手可以避免这个问题。
基于多信道、忙音信道和多信道解决隐藏终端问题。双信道是指将信道划分为控制信道和数据信道， 在双信道条件下， 控制包和数据包分别在各自的信道上传输，消除了控制包和数据包的冲突。隐藏终端收到首发节点对的CTS后，不会发送自己的数据，避免了隐藏终端问题。因此，理论上双信道条件下, 能解决隐藏终端问题。基于双信道RTS-CTS握手的协议有Yang等提出的DCMAC（dual—channel MAC）协议[8]。
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