高速公路V2V通信中C-V2X和IEEE802.11p通信协议的比较

在概述C-V2X和IEEE802.11p通信技术发展概况及特征的基础上,依托OMNET++仿真平台,采用Veins和SUMO联合仿真技术建立起高速公路通信仿真场景,并进行C-V2X和IEEE802.11p通信协议丢包率和端到端时延等参数值的计算分析与性能比测。结果表明,C-V2X通信技术是高速公路新型信息基础设施建设的重要部分,因具备高可靠、高传输效率、低时延等优势,而成为国际主流公路通信标准;C-V2X和IEEE802.11p通信技术在安全应用时延方面均满足要求,但C-V2X在丢包率方面比IEEE802.11p更优。

C-V2X和IEEE802.11p协议下高速公路V2V通信技术比较

在概述C-V2X和IEEE802.11p通信协议优劣势的基础上,依托OMNET++和SUMO联合仿真平台,对不同车辆数目及运行速度影响通信性能的问题展开分析,并对C-V2X和IEEE802.11p通信协议的端到端时延、丢包率等进行了比较研究。结果表明,C-V2X和IEEE802.11p通信协议均能满足高速公路通信安全性方面的时延要求,但C-V2X在丢包率方面明显较优。

基于仿真的IEEE802.11p在车路协同中的适应性研究

基于NCTUns对IEEE 802.11p在车路协同系统中车路通信的适应性进行了仿真,分别构建了一个通用城市平面交叉口和一段快速路仿真环境,研究了车辆数与时延、车辆数与吞吐量、车速与时延、车速与吞吐量之间的关系。得出了在仿真环境下,IEEE 802.11p在车辆数较大,特别是40辆以上时,其时延和吞吐量性能急剧变坏,而车速对时延和吞吐量影响很小的结论。

基于ath5k网卡驱动实现的车载网IEEE802.11p协议的研究

IEEE802.11p协议标准主要用于车载网络通信,有利于推动智能交通系统的实现,因此在实际交通环境下对IEEE802.11p协议进行研究具有重要意义。通过修改Open Wrt路由操作系统的ath5k网卡驱动实现了IEEE802.11p协议标准,并移植到Mikrotik Router Board433AH路由开发板上成功运行。在此基础上,对实际道路环境下IEEE802.11p协议和IEEE802.11a协议的发送速率、丢包率等网络性能参数进行了研究测量比较。实验数据显示在多障碍物、情况复杂的实际道路环境,IEEE802.11p协议更能满足通信可靠性和有效性的要求。

基于IEEE802.11p的车路协同系统设计

无线通信技术是车路协同系统能够实现车-车、车-路实时信息交互的必要条件。IEEE 802.11p对传统的无线短距离网络技术加以扩展,在快速连接、高频切换方面有显著优势。对802.11p通信协议进行深入研究,采用SAF5100无线处理器在Linux环境下实现了车载单元与路侧单元通信系统的软硬件设计,并在实际交通场景下进行测试。测试表明车辆在高速运行的状态下进行车-车、车-路通信时,其通信延时、速率、丢包率以及多路径效应上具有很大优势。

IEEE802.11p无线车载自组网络协议的性能分析与模拟

IEEE 802.11p WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment)通信协议主要用于高速率的车辆之间(V2V:Vehicular toVehicular)以及车辆与路边基础设施之间(V2I:Vehicular to Infrastructure)的资料数据交换。文章主要对NS-2下IEEE 802.11p的网络性能的模拟情况进行了研究。首先介绍了WAVE系统以及IEEE 802.11p协议标准,在此基础上采用NS-2仿真软件对IEEE802.11p协议进行模拟,同时还对IEEE 802.11a协议进行仿真,并对两者仿真结果进行分析总结。验证了IEEE 802.11p协议是专为车载无线网络设计的一种协议的合理性。

基于IEEE802.11p的可变SCH时隙MAC机制

IEEE802.11p突破了传统协议的限制,采取多信道协调的机制,但是控制信道和服务信道的长度是固定的,造成信道资源大量浪费。针对传统IEEE802.11p中信道利用率低的问题,提出了一种非饱和情况下可变的服务信道(Service Channel,SCH)时隙媒质接入控制(Medium Access Control,MAC)机制。在此机制下,可以通过调整控制信道(Control Channel,CCH)和SCH的长度,达到吞吐量最大化的效果。该机制使用三维Markov链模型来计算WAVE服务广播信息(Wave Service Advertisement,WSA)帧的时延,并得出了一个非饱和状态下适用的可变的SCH时隙MAC计算模型。仿真实验表明,该机制不仅提高了信道利用率,增加了吞吐量,同时也降低了信道的时延。

基于IEEE802.11p物理层协议的simulink仿真模型

IEEE802.11p是IEEE802.11标准扩充的通信协议,为构建车载通信网络提供了有效的媒体访问控制层和物理层解决方案。在介绍IEEE802.11p物理层的基础上,利用simulink搭建了基于IEEE802.11p物理层的基带系统仿真模型,并通过仿真分析了不同调制方式、不同负载长度和不同车载环境对系统误比特率性能的影响,为进一步的车载通信网络的理论研究和实现提供了参考。

基于IEEE802.11p高速车路通信环境研究

针对基于IEEE802.11p构成高速车路通信中安全类消息传输的性能是否满足车路通信需求的问题,采用符合实际道路特点的Nakagami分布描述无线信道衰落,Poisson分布描述移动车辆发送的数据流,对单一路侧设备与连续移动车辆通信性能进行了仿真。以车辆消息发送间隔、通信车辆数量、车辆行驶速度为变量,得到4种不同接入类消息的车辆数与吞吐量、发包间隔与丢包率、发布间隔与平均时延、车辆速度与投递字节数的关系。结果表明,不同类型消息在车辆数与吞吐量关系上有一个优化点,可实现车辆数和吞吐量的最大化;丢包率和平均时延都会随着车辆数据发送间隔增大而增大。车速增加时,安全类消息的投递字节数下降且与车速成反比。从仿真结果可以看出,IEEE802.11p协议能够保证高优先级安全类消息传输服务质量。

基于软件定义网的从蜂窝网到IEEE802.11p的V2I数据卸载

本论文提出了一种基于软件定义网(SDN)切换决策的预测控制方案。在所提的方案中,当具有蜂窝网络接口和ieee802.11p网络接口的车辆连接到蜂窝网时,SDN控制器通过车辆所报告的速度、地理位置、方向以及RSU所报告的位置信息指示车辆是否需要在当前网络环境下继续下载。

基于IEEE802.11p标准的车载终端研究

在分析IEEE802.11p标准和车载自组网系统架构通信模式的基础上,结合GPS技术及车载自主网络通信技术,以车与车、车与路面单元之间互联,并进行实时有效数据传输与交换为目的,构建出车联网的网络通信架构模型。着重对移动车载终端模块设计提出一种具体的研究方案,为车联网的研究提供了参考。

高速公路场景下基于C-V2X和IEEE802.11p的V2V通信性能对比

为了研究高速公路场景下C-V2X和IEEE 802.11p的V2V通信性能的不同表现,通过SUMO与OMNET++联合仿真对比研究不同车辆速度与数量对通信性能的影响。实验结果表明:IEEE 802.11p和C-V2X均满足安全应用的时延要求,而C-V2X在丢包率方面优于IEEE 802.11p。

IEEE802.11p协议数据收发控制器的状态仿真

无线接入技术应用的广泛拓展,IEEE 802.11p作为针对快速移动环境的无线接入而产生。该文研究了该协议物理层数据帧的组帧原理、收发控制协议,最后使用Verilog硬件描述语言(HDL)在Altera Quartus II环境下仿真实现了该协议下的数据帧收发控制器。

基于PER-DDPG算法的城市轨道交通越区切换研究

针对传统IEEE802.11越区切换方式存在较高的切换延时以及乒乓切换等问题,提出深度强化学习(Deep Q-Network,DQN)越区切换算法。通过对列车运行的特征状态信息进行提取输入,考虑列车运行速度及场强、切换阈值等动态信息构建越区切换模型。同时针对算法时间成本复杂度及稳定性,采用优先经验回放深度确定性策略梯度(Prioritized Experience Replay-Deep Deterministic Policy Gradient,PER-DDPG)算法,将列车状态空间信息传输至PER-DDPG网络中进行优化分析。结果表明基于PER-DDPG算法优化后的列车越区切换模型使用该算法时间计算成本降低,数据包传输延时约降低55%。

IEEE802.11P:车载环境下的无线局域网

汽车在能够与路上相遇的汽车通信前,不能容忍长时间的建立连接而产生的延时,加上飞速行驶的汽车和复杂的道路状况给物理层带来了很大的挑战。IEEE802.11P的研究是基于IEEE802.11解决汽车网络的方案。由于设计的IEEE802.11标准在灵活性上很差,所以IEEE802.l1p标准主要是解决快速连接高频率切换问题和新的安全问题。

Wi-Fi 7技术与产业发展探讨

Wi-Fi网络已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。家庭场景中手机、平板电脑、摄像头、智能家电等终端均连接到Wi-Fi网络;商场、机场、酒店等公共场所处处可见提供定位、导航和移动支付等业务的免费Wi-Fi网络;在企业园区内,用户通过Wi-Fi网络实现移动协同办公。目前Wi-Fi技术已经演进到第七代,即遵循IEEE802.11be标准的Wi-Fi 7。Wi-Fi7的设计目标是利用现有的2.4GHZ、5GHz以及新增的6GHZ频段,兼顾高性能和高可靠两方面特性,使得Wi-Fi速率达到30Gbit/s以上,时延降低到5ms以下。基于时延、速率和容量等方面的优势,Wi-Fi7有望应用于扩展现实(XR)、元宇宙、社交游戏和边缘计算等高速率、超低时延应用场景。

基于权值构建数据导频的V2V信道估计算法

针对IEEE 802.11p协议中导频数量不足无法准确跟踪车联网信道快速变化的问题,本文提出了一种基于时频域相关性构建数据导频、加权平滑重构判决策略的信道估计算法。该算法在不改变IEEE 802.11p协议标准导频结构的前提下,有效利用频域相邻子载波间以及时域相邻正交频分复用符号间的强相关性构建数据导频,引入权值因子对前后时刻信道估计值动态时域更新,结合频域平均重构数据导频构建算法的判决策略。仿真结果表明:在3种不同车-车(vehicle-to-vehicle,V2V)通信场景下,本文提出的算法在误码率和均方根误差方面优于时频平均、数据导频构建等算法。

基于IEEE 802.11ad多帧相关测速算法

波形设计是实现通信感知一体化关键技术之一,有利于缓解频谱竞争压力、减少资源浪费。该文提出一种在车对万物互联(V2X)场景下基于IEEE 802.11ad无线局域网波形的测速算法。首先基于物理层帧结构中前导良好的目标感知特性对接收多帧信号的前导做不同移位的相关运算,将多普勒频偏估计转换为线性回归斜率估计得到多普勒估计值用以测速;其次提出相位补偿方案,解决由相位模糊导致的测速范围受限问题。仿真结果表明,在单目标视距场景下所提算法可实现厘米级测速精度,且相较于目前同类型算法具有更低测速误差。

基于自适应跳跃学习网络的OFDM信道预测方法

信道预测是支撑变电站等电力物联网通信系统自适应传输的重要技术。为了解决过期信道状态信息降低通信系统自适应传输性能的问题,提出了一种基于自适应跳跃学习网络的信道状态信息预测方法。该方法主要包括递归微调算法和混合惩戒网络两部分。其中,前者主要用于微调学习网络的随机输入权重矩阵,后者主要通过两层惩戒网络来解决输出权重矩阵的病态解问题。由于具有oracle属性,自适应跳跃学习网络不仅具有良好的泛化能力,还可以生成稀疏性输出权重矩阵。仿真结果表明,自适应跳跃学习网络在IEEE802.11ah协议的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)通信系统中具有良好的单步预测性能和多步预测性能。

适用于车联网应用的移动通信网络

车联网不同场景使用的通信技术有所不同。除了近距离通信技术外,属于中远距离通信技术的移动通信网络在V2I中扮演了重要的角色。但需要采取多种措施来弥补和完善以H2H通信为初始设计目标的移动通信网络的不足,以适应当前和未来车联网应用对中远距离通信的需求。基于此,本文提出了移动通信网络承载车联网应用的3个主要问题,并论述了通过多种网络的应用、终端和平台的改进、网络的简单优化以及实施特定的网络改进等方案来解决上述问题的思路。