Die Vernetzung von Fahrzeugen untereinander ist ein wichtiger Ansatz für zukünftige Verkehrssysteme. Dabei stellen sowohl die diskutierten Anwendungen, als auch das Netzwerk selbst hohe Anforderungen an das Kommunikationssystem. Insbesondere die Gewährleistung eines zuverlässigen Informationsaustausches einer auf Broadcast-Nachrichten basierenden Kommunikation im Umfeld eines hochdynamischen Netzwerks erfordert den Einsatz innovativer und effizienter Protokolle. Diese Arbeit widmet sich dem häufig vernachlässigten Problem des Medienzugriffs. Gängige Technologien, wie Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA) sind aufgrund des nicht gelösten Hidden-Station-Problems nicht in der Lage, die geforderte Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Deshalb wird in dieser Arbeit ein auf Clusterbildung basierendes Medienzugriffsverfahren vorgestellt, in dem die Clusterheads für die Verwaltung der Bandbreite basierend auf einem hierarchischen Time Division Multiple Access (TDMA)-Verfahren zuständig sind. Die theoretisch erarbeiteten Konzepte werden anhand von Simulationen verifiziert und die Ergebnisse dem gängigen CSMA/CA-Verfahren gegenübergestellt.

    The exchange of data between neighboring vehicles is an important aspect of future traffic safety systems as it enables a lot of different applications. Starting with simple warning messages in cases of emergencies more and more complex systems can be thought of, like tracking objects in the surrounding of each vehicle or even cooperative or automated driving of cars. In order to provide a positive effect on traffic safety these applications put stringent requirements on the used communication technologies. Especially low delay and reliability are important issues. In addition data dissemination is based on broadcast messages, and thus well-known concepts to provide a reliable data transfer are not applicable. Furthermore the network itself is very dynamic leading to frequent changes in the network topology caused by the movement of the vehicles. Thus short connection times must be handled. Another problem is the varying traffic density with a range from just a few cars to hundreds of vehicles in a common communication area. In order to cope with these requirements, an efficient communication system is needed. At the moment especially the medium access is an often neglected problem. Common technologies like Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA) are not able to provide sufficient reliability because of the unsolved hidden station problem when dealing with broadcast messages. Therefore this work introduces a new medium access mechanism, which is based on clustering. Each cluster is defined by a clusterhead, which is the manager of the cluster. Its task is to organize the medium access for the members of its cluster based on a hierarchical Time Division Multiple Access (TDMA)-scheme, which consists of an intra-cluster TDMA-scheme and an inter-cluster TDMA-scheme. The intra-cluster TDMA-scheme manages the access to the medium within each cluster by assigning time slots of a TDMA-frame to the members of the cluster. In order to prevent conflicts between members of different clusters, the intercluster TDMA-scheme is used. Therefore a Super-Frame structure is introduced, which consists of several Super-Frame slots. Each of these slots can be used by a cluster to send a TDMA-frame. For the assignment of Super-Frame slots to the clusters a distributed, cooperative process is used. The medium access protocol is evaluated for different traffic situations and densities. The results show that the collision rate of the new protocol is improved in comparison to CSMA/CA, providing a tolerable delay most of the time.


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    Titel :

    Hierarchisches TDMA-Verfahren mit Cluster-basiertem Medienzugriff zum Einsatz in Fahrzeug-Fahrzeug-Netzen


    Beteiligte:

    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    148 Seiten, Bilder, Tabellen, 67 Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





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