车路协同环境下通信资源调度方法研究
发布时间：2021-10-30 12:18
车联网是一种基于人、车、环境协同的可控、可管、可运营的开放融合网络系统,它借助新一代通信与信息处理技术,实现车与人、车、路、服务平台的全方位网络连接与智能信息交换,以提升汽车感知、认知、决策水平,最终实现人、车、环境的深度融合。车路协同是车联网的重要场景,通过全方位实施车车、车路动态实时信息交互,开展车辆主动安全控制和道路协同管理,充分实现人、车、路的有效协同,保证交通安全,提高通行效率。由于车辆的移动性、时空分布不均等特点,导致车联网在支撑大规模车路协同过程中会面临资源瓶颈问题。本文围绕车联网服务对数据传输的时延、可靠性、带宽等要求,针对基于蜂窝网络的车用无线通信网络（C-V2X）中的资源瓶颈问题,重点从介质访问控制层、网络层与应用层三个层面来研究车联网的资源调度方法,主要创新成果如下:1)在介质访问控制层,针对资源分配稳定性需求与车辆运动高动态的矛盾,提出了一种基于软件定义网络的介质访问控制协议（MAC）,以支持协同驾驶等安全相关服务数据的低时延、高可靠、高频率通信。该方法的核心思想是:通过控制层和数据层的解耦,解决MAC协议中基于不可靠的车车通信获取时隙分配消息带来的不可靠问题。...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２ＬＴＥ－Ｖ２Ｘ运行模式??
?第一章绪论???协同通信实现驾驶数据的均衡分发。??“?驶数‘分发??应用层??超视距认知??通＾」：＿驶??０＾＊０?Ｏ?Ｏ?０?〇！－?〇?〇?．〇？〇?０?〇???－—?．．?？?＾???—??？??通信范囤??图１－３三个研究点之间的层次和范围体系??高级辅助驾驶或者自动驾驶中，车联网能够带给车辆扩展的环境感知和增强的环??境感知，赋予车辆超视距认知的能力。超视距认知服务能够带给车辆全时空、全要素??的交通信息，从而理解和认知自身和周边的交通态势。以车辆为参考物，超视距认知??服务能够提供以下交通信息：１）确定语义的广播类超视距认知数据。在小范围内，??车辆需要迅速获取周围车辆状态的改变信息（如：前方车辆急刹车）或者感知被遮挡物??的存在（比如：“鬼探头”中突然闯入的行人）。通过广播来传输确定语义数据，可以让??附近的所有车辆在极低的时延内对交通事件做出反应。２）车车协同的超视距雷达视??频认知结果数据。为实现高效的协同决策，车辆可以把感知到的雷达视频数据分享给??其他车辆（如：当前车辆的前方被卡车遮挡时，卡车可以把感知的数据通过车车协作??传输传递给后面的车辆）。在超视距范围内，利用车车直接通信的方式，满足数据协作??传输的高效性和低时延要求。３）路侧超视距雷达视频认知结果数据。路侧的感知设??备会对交通事件（如：拥堵情况，交通事故，道路维修）进行感知，并把感知的结果通??过发给需要的车辆。根据上述描述，研究点一可以支持确定语义的广播类超视距认知??数据的传输，研宄点二可以实现车车协同的超视距雷达视频认知结果数据的传输，研??究点三可以满足路侧超视距雷达视频认知结
?第三章基于软件定义网络的时隙资源调度方法???的时隙。最后，节点每次在广播消息时会预留后续使用的时隙。??初始化?随机接入?茵祯??＾＾?＾？??偏移里＝４??［ｉｍｉｍｎｒｉＱｉ＾ｎｉｍｘ：］??ｚ?Ｉ?？?＂????，?？＿?綱＝？??随机接入随机接入时睐并表明下一次伶榆使??用的时隙是４个时賊之后的时隙？?酋帧：分Ｒ下一幀使用的时隙；下一顿使用的??时陈偏移鬣为７??图３－１?ＳＴＤＭＡ协议的主要流程??本章首先对此协议进行了理论的建模，以分析信道质量对协议性能的影响。该建??模基于如下假设：??１）车辆在二维的平面上是均匀分布的，分布的密度用表示。??２）为了便于分析，本章采用协议模型■来建模无线干扰，所有节点有着相同的通??信范围，记为／？。。??３）通信范围内的节点数量小于时隙数量，即只分析网络容量欠饱和的情况，??／？＜Ａ＾／（４；ｒ／？０２），其中；Ｖ，是一帧内的时隙数量。??４）每次点对点传输的丢包率是独立相同的，记为ｐｕ，节点的广播被处理为广播??节点和多个邻居节点的点对点信道。??根据ＳＴＤＭＡ协议，有四种情况可能导致接入时隙之间的冲突，分别是：??１）?Ｓｌ：两辆（或更多辆）车辆在同一时间启动，并随机选择相同的时隙。??２）?Ｓ２：?ＳＴＤＭＡ需要从最小数目的候选时隙里面随机选择一个时隙，有可能此时??空闲的时隙小于最小数目，导致车辆在预留时隙时选择了己经被分配的时隙。??３）?隐藏终端２问题。每个节点仅知道单跳邻居的时隙使用状态，这很容易导??１无线干扰关系通常有两种模型，分别是物理模型（ＳＩＮＲ模型）和协议模型（单位圆盘模型）。其中物理模型??是建模信号与
【参考文献】：
期刊论文
[1]车联网综述(英文)[J]. 杨放春,王尚广,李静林,刘志晗,孙其博. 中国通信. 2014(10)
[2]智能交通系统演进与我国未来发展趋势分析[J]. 王笑京. 交通运输部管理干部学院学报. 2013(02)
[3]基于IEEE802.11p高速车路通信环境研究[J]. 张和生,张明洋,孙伟. 仪器仪表学报. 2013(05)
本文编号：3466720
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２ＬＴＥ－Ｖ２Ｘ运行模式??
?第一章绪论???协同通信实现驾驶数据的均衡分发。??“?驶数‘分发??应用层??超视距认知??通＾」：＿驶??０＾＊０?Ｏ?Ｏ?０?〇！－?〇?〇?．〇？〇?０?〇???－—?．．?？?＾???—??？??通信范囤??图１－３三个研究点之间的层次和范围体系??高级辅助驾驶或者自动驾驶中，车联网能够带给车辆扩展的环境感知和增强的环??境感知，赋予车辆超视距认知的能力。超视距认知服务能够带给车辆全时空、全要素??的交通信息，从而理解和认知自身和周边的交通态势。以车辆为参考物，超视距认知??服务能够提供以下交通信息：１）确定语义的广播类超视距认知数据。在小范围内，??车辆需要迅速获取周围车辆状态的改变信息（如：前方车辆急刹车）或者感知被遮挡物??的存在（比如：“鬼探头”中突然闯入的行人）。通过广播来传输确定语义数据，可以让??附近的所有车辆在极低的时延内对交通事件做出反应。２）车车协同的超视距雷达视??频认知结果数据。为实现高效的协同决策，车辆可以把感知到的雷达视频数据分享给??其他车辆（如：当前车辆的前方被卡车遮挡时，卡车可以把感知的数据通过车车协作??传输传递给后面的车辆）。在超视距范围内，利用车车直接通信的方式，满足数据协作??传输的高效性和低时延要求。３）路侧超视距雷达视频认知结果数据。路侧的感知设??备会对交通事件（如：拥堵情况，交通事故，道路维修）进行感知，并把感知的结果通??过发给需要的车辆。根据上述描述，研究点一可以支持确定语义的广播类超视距认知??数据的传输，研宄点二可以实现车车协同的超视距雷达视频认知结果数据的传输，研??究点三可以满足路侧超视距雷达视频认知结
?第三章基于软件定义网络的时隙资源调度方法???的时隙。最后，节点每次在广播消息时会预留后续使用的时隙。??初始化?随机接入?茵祯??＾＾?＾？??偏移里＝４??［ｉｍｉｍｎｒｉＱｉ＾ｎｉｍｘ：］??ｚ?Ｉ?？?＂????，?？＿?綱＝？??随机接入随机接入时睐并表明下一次伶榆使??用的时隙是４个时賊之后的时隙？?酋帧：分Ｒ下一幀使用的时隙；下一顿使用的??时陈偏移鬣为７??图３－１?ＳＴＤＭＡ协议的主要流程??本章首先对此协议进行了理论的建模，以分析信道质量对协议性能的影响。该建??模基于如下假设：??１）车辆在二维的平面上是均匀分布的，分布的密度用表示。??２）为了便于分析，本章采用协议模型■来建模无线干扰，所有节点有着相同的通??信范围，记为／？。。??３）通信范围内的节点数量小于时隙数量，即只分析网络容量欠饱和的情况，??／？＜Ａ＾／（４；ｒ／？０２），其中；Ｖ，是一帧内的时隙数量。??４）每次点对点传输的丢包率是独立相同的，记为ｐｕ，节点的广播被处理为广播??节点和多个邻居节点的点对点信道。??根据ＳＴＤＭＡ协议，有四种情况可能导致接入时隙之间的冲突，分别是：??１）?Ｓｌ：两辆（或更多辆）车辆在同一时间启动，并随机选择相同的时隙。??２）?Ｓ２：?ＳＴＤＭＡ需要从最小数目的候选时隙里面随机选择一个时隙，有可能此时??空闲的时隙小于最小数目，导致车辆在预留时隙时选择了己经被分配的时隙。??３）?隐藏终端２问题。每个节点仅知道单跳邻居的时隙使用状态，这很容易导??１无线干扰关系通常有两种模型，分别是物理模型（ＳＩＮＲ模型）和协议模型（单位圆盘模型）。其中物理模型??是建模信号与
【参考文献】：
期刊论文
[1]车联网综述(英文)[J]. 杨放春,王尚广,李静林,刘志晗,孙其博. 中国通信. 2014(10)
[2]智能交通系统演进与我国未来发展趋势分析[J]. 王笑京. 交通运输部管理干部学院学报. 2013(02)
[3]基于IEEE802.11p高速车路通信环境研究[J]. 张和生,张明洋,孙伟. 仪器仪表学报. 2013(05)
本文编号：3466720
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