协同队列驾驶系统作为智能交通发展的代表性产物，成为现代智能交通的重要组成部分。协同驾驶系统中，车辆利用无线通信技术组成特定结构（例如簇或者队列），通过数据传输和信息共享并结合有效的控制策略，车辆能够保持较短行驶距离并实现自动驾驶，从而有效提高行驶安全和道路通行率。

协同驾驶车辆行驶稳定性极大程度依赖于可靠高效的通信方法，由于协同驾驶特有的行驶形态和控制需求，已有的车联网通信技术无法满足协同系统通信需求。

本课题拟针对协同驾驶队列系统通信方法进行相关基础和创新性研究，由于在IEEE802.11p（又称WAVE，Wireless Accessin the Vehicular Environment）是一个由IEEE 802.11标准扩充的通讯协定）协定中，每个车辆广播信标通常以周期性高速率地作用在单个控制信道上，每个周期一般为100毫秒。那些高频周期性信标可以提供有关邻近车辆的大量最新信息，同时也可以轻易阻断信道，尤其是在高密度车辆的环境下，例如拥堵的高速公路或城市交叉路口。在没有有效的控制的情况下，大量聚合的信标会对其他车辆造成很大的干扰，并且损害安全利益，即发送出去的信标不能很好地被其他车辆接收。例如，几个车辆的信标传输可能已经占据了所有媒体资源，导致所有时间节点，其他车辆几乎没有机会进入信道，导致当前信道可能产生很高的冲突概率，从而导致安全信标的交付率降低。因此，很有可能有些车辆无法被附近车辆察觉。所以需要信标拥塞控制方案来避免这种情况并保证每辆车都可以发出信标同时它的所有相邻车辆都能很好地接收它的信标。

首先针对协同驾驶队列车辆设计通信协议，队首车辆通过TDMA（时分多址—— Time division multiple access，缩写：TDMA ，是一种为实现共享传输介质（一般是无线电领域）或者网络的通信技术）的方式为成员车辆分配数据发送时隙，其中时隙是时间被划分为由常量组成的帧等长的时隙和之间的同步节点。每个节点分配一个不同的插槽，并为其分配一次，当节点成功获取一个槽，它可以在所有槽中使用相同的槽后续帧直到检测到传输冲突。在时隙信道中，通过保证每个节点至少一次访问每个帧中的通道，严格的时间可以保证安全相关应用的要求。同时队首车辆根据不同的行驶状态和信道状况来动态调整数据发送频率，并根据该方法设计相应协同队列驾驶系统通信协议，从而满足协同队列车辆通信的需求，保证行驶稳定性。

2. 研究的基本内容与方案

研究设计的基本内容：

(1)在SUMO交通仿真软件中建立协同队列驾驶车辆行驶模型，并搭建不同的交通场景。

(2)根据协同队列驾驶模型并基于IEEE802.11p设计通信协议，满足协同队列驾驶系统通信需求。

(3)对所提出的协议进行实验验证，评估其有效性和可靠性。

目标：

在SUMO交通仿真软件中建立协同队列驾驶车辆行驶模型，并搭建双向两车道的交通场景。针对协同驾驶队列车辆设计通信协议，队首车辆通过TDMA的方式为成员车辆分配数据发送时隙，同时队首车辆根据不同的行驶状态和信道状况来动态调整数据发送频率，并根据该方法设计相应协同队列驾驶系统通信协议，从而满足协同队列车辆通信的需求，保证行驶稳定性。