从19世纪80年代第一辆汽车诞生到现在，100多年的时间里，汽车工业飞速发展。同时随着经济水平的提高，汽车的普及范围也越来越广，逐渐成为不可或缺的交通工具，极大地方便了人类的社会生活。但在汽车数量日益增加的同吋，也带来了很多交通问题，如交通堵塞、交通事故和交通污染等，尤其是交通事故，已成为一个不容忽视的安全问题。

智能交通系统(ITS)的提出为解决上述问题提供了新方向。智能交通系统综合运用各种先进的科学技术，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而达到改善城市交通拥堵，提高驾驶安全的目的。车载自组织网络（VANET）作为ITS的重要组成部分，成为近年来的研究热点。VANET主要用于提供以下二种服务：安全服务和用户媒体服务。不同服务对消息传输质量有不同的要求，安全服务要求低信息传输时延和低信道接入时延，用户媒体服务要求网络的高吞吐量。为满足上述要求，媒体接入控制（MAC）协议的制定起到非常重要的作用。

目前，主流的MAC协议按照信道接入方式的不同主要分为两大类：基于竞争接入的MAC协议和基于非竞争接入的MAC协议。基于竞争的MAC协议依赖于载波监听、退避和重传机制，没有中心协调。在基于竞争接入的MAC协议中，当节点有消息传输需求时需先等待直到信道处于空闲状态，然后节点竞争接入时隙。此类协议信道利用率高，能耗低，但当节点密度较大时，不可避免的碰撞问题会大大影响网络的性能。基于非竞争接入的MAC协议以TDMA MAC协议为主。TDMA的主要思想是将时间划分为相同长度的时间帧，每一帧被分为多个时隙，节点占有自己的独有时隙并在该时隙到来时发送数据，从而实现无冲突的信道访问。此类协议可有效减少节点由于竞争发生的消息接入碰撞问题，但是由于时隙复用机制，消息的接入碰撞和合并碰撞问题会大大影响了网络性能。

文献[1]中针对TMDA MAC协议合并碰撞严重的问题，提出一种基于预测的TDMA MAC（PTMAC）协议，其核心思想是利用车辆在行驶过程中的车辆信息（速度、位置、移动方向等）预测未来可能会发生的碰撞，并在碰撞发生之前将其消除。此协议有效地降低了合并碰撞的发生概率，提高了整个网络的性能。其基于预测的思想极具研究价值。因此，本毕设的目标是对PTMAC协议进行深入研究，以充分理解基于预测降低网络合并碰撞的思想，为以后提出更高效的VANET MAC层协议、解决各种交通问题提供有价值的思路。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本课题研究的基本内容是对PTMAC协议进行理论和仿真分析，验证其提高VANET网络性能的有效性。

PTMAC协议是应用于VANET的一种新型的基于TDMA MAC协议。其创新点在于采用了一种基于预测的方法降低合并碰撞的概率，从而提高网络的性能。

首先，针对现实情况做三个合理性假设：