协同驾驶系统中基于RSU的集中式通信技术设计与实现文献综述
2020-04-14 20:09:23
近些年来,随着无线自组织网络技术和无线通信设备的不断发展,在道路上大规模地铺设路边无线通信设备(RSU)以及在车辆上配备无线通信设备成为可能,人们对车载自组织网络(VANET,vehicle ad hoc network)的研究也不断深入。车载 Ad Hoc网络是为车辆与车辆(V2V)之间和车辆与路边设施之间(V2I)的通信而设计的自组织网络,这使得车辆可以获得自己通信范围内甚至两跳范围内的车辆信息(如车速,位置,方向等)和实时路况信息(如事故,路面状况等)。车载Ad Hoc网络为车辆和路边设施之间的通信平台,这不仅提高了道路的通信效率,也极大的提高了驾驶的安全性,通过车辆之间的信息交互来确定潜在的车辆碰撞,侧滑等安全隐患,在发生事故的现场通知其他后续车辆避免进入事故区域。一些基于信息广播的安全应用已被用来提高驾驶的安全性,这些安全应用必须具有可靠性,尽可能小的延迟,避免信道的拥塞。
随着人们的需求不断增加,车载 Ad Hoc网络已不仅仅用来提高道路的同行效率,也用来从Internet网络获取一些多媒体服务,这类应用具有高吞吐量和公平性的要求。
2003年,美国联邦通信为员工会(FCC)为智能交通系统划分了75MHz带宽用作短距离通信以提高交通系统的安全,改善道路交通现状。国际电子电气工程师协会(IEEE)成立了专门的小组制定用于车载通信的IEEE 802.11p协议。该协议在MAC层采用载波监听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)机,这种基于竞争的介质访问控制可能导致无界延迟,由于其严重的不确定性,不能满足安全应用的低时延要求,不适合于安全应用的实时通信。
另一方面,基于时分多路(TDMA)机制的介质访问控制(MAC)在车载 Ad Hoc网络中表现出高效率的特性。这此机制中,时间被划分为等量等长的时隙,这些时隙被分配给车辆用于消息的传递,并保证一个队列或簇中的每个车辆在每个时间段内至少访问一次信道,保证了可能存在的安全信息的传输,保证了安全性和低时延的要求。然而,亟待我们解决的是如何避免冲突的发生。在本次设计中,我们考虑合并冲突(merging collision)的发生和解决。当最初处于两个不同通信范围而使用同一时隙的两辆车,由于多样的移动性,最终移动到相同的通信范围而发生冲突,即为合并冲突。我们需要合理的划分和分配时隙避免冲突的发生。
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2. 研究的基本内容与方案
{title}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和集中式控制策略设计通信协议,满足协同队列驾驶系统通信需求。
3、对所提出的协议进行大量的实验验证,评估其有效性和可靠性。
目标:在omnet 软件中实现协同驾驶系统之间基于时分多路介质访问控制(TDMA MAC)方式的通信,采用集中式控制策略合理划分和分配时隙,解决前文中提到的合并冲突;
拟采用的技术方案及措施: