異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)和解決方案

2異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)

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異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)，核心網(wǎng)絡(luò)(CN)和服務(wù)中心(SC)構(gòu)成。服務(wù)提供商通?？梢酝ㄟ^(guò)服務(wù)中心向駕駛員提供各種服務(wù)，核心網(wǎng)絡(luò)主要用于聚合，認(rèn)證，切換等。

異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)最大挑戰(zhàn)就是支持不同網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)組合，并允許運(yùn)營(yíng)商高效、方便、快捷的利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源，因此在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中增加了異構(gòu)鏈路層(HLL)，它工作在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的MAC層的上層，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，為更高層提供統(tǒng)一接口，并支持底層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接入。在異構(gòu)鏈路層中定義了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的聯(lián)合管理和不同網(wǎng)絡(luò)之間的負(fù)載共享功能，有效的促進(jìn)多個(gè)鏈路層的互通。異構(gòu)鏈路層主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的全局管理，并協(xié)調(diào)各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足服務(wù)質(zhì)量(QoS)的要求。異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

DSRC和LTE各有其優(yōu)缺點(diǎn)，在異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)下，他們可以借助HLL功能來(lái)選擇最優(yōu)的通信技術(shù)，下面從兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。

1、 城市交叉口情景，圖2描述了城市交叉路口的安全駕駛案例，在這種情況下，DSRC用于車輛之間的通信，即V2V通信，而LTE用于提供車輛和eNB之間的連接，即V2I通訊。在這樣的城市交叉路口，必須考慮以下情況安全駕駛：

車輛和eNB之間的協(xié)作：行人和障礙物被車輛檢測(cè)并報(bào)告給基站(eNB)，eNB通過(guò)一些基于道路拓?fù)涞暮突谛袨榈囊苿?dòng)性預(yù)測(cè)算法預(yù)測(cè)他們的移動(dòng)性，將現(xiàn)有的交通路況廣播到可能經(jīng)過(guò)的車輛。

車輛之間的協(xié)作：前方車輛能夠通知后面的車輛急停，從而避免了后端問(wèn)題。此外，涉及車禍的車輛可以廣播該事件，以防止進(jìn)一步的碰撞。

交通燈管理：可以智能地調(diào)整交通信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，以通過(guò)高優(yōu)先級(jí)的車輛，例如消防車和救護(hù)車。

2、 高速公路場(chǎng)景：在高速公路場(chǎng)景中如圖3所示，車輛有隨機(jī)行駛和同步行駛兩種方式，彼此切換。

隨機(jī)行駛：在車輛隨機(jī)行駛時(shí)，異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)上的車輛數(shù)量很少，并且車輛之間的相互作用也少，車高速行駛導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇焖僮兓?，使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈路不可靠，這種情況下LTE比較有優(yōu)勢(shì);然而在隧道中，車輛接收eNB的信號(hào)比較弱，這是DSRC比較有優(yōu)勢(shì)。

同步行駛：在車輛同步行駛時(shí)，車輛的密度很大，eNB廣播消息就很多，當(dāng)交通堵塞，車速比較低的時(shí)候，車與車直接的網(wǎng)絡(luò)鏈路變得相對(duì)靜止，這時(shí)DSRC比較有優(yōu)勢(shì);在車輛密度比較大，相對(duì)靜止的時(shí)候，DSRC把車輛形成一個(gè)集群，通過(guò)LTE把數(shù)據(jù)把集群頭發(fā)給eNB，可以減少流量。

3結(jié)束語(yǔ)

本文在DSRC和LTE基礎(chǔ)上提出了一種異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)，有效的保證了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在ITS中的QoS要求，說(shuō)明異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)是車聯(lián)網(wǎng)的最佳解決方案之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]F. Martinez, C.-K. Toh, J.-C. Cano, C. Calafate, and P. Manzoni,“Emergency services in future intelligent transportation systems based on vehicular communication networks,” IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. Mag., vol. 2, no. 2, pp. 6–20, Oct.2010.

[2]G. Araniti, C. Campolo, M. Condoluci, A. Iera, and A.Molinaro,, “LTE for vehicular networking: a survey,” IEEE Commun. Mag., vol. 51, no. 5, pp. 148–157, May 2013.

[3]J. Kenney, “Dedicated short-range communications (DSRC)standards in the united states,” Proceedings of the IEEE,vol. 99, no. 7, pp. 1162–1182, Jul. 2011.

[4]G. Karagiannis, O. Altintas, E. Ekici, G. Heijenk, B. Jarupan,K. Lin, and T. Weil, “Vehicular networking: A survey and tutorial on requirements, architectures, challenges, standards and solutions,” IEEE Commun. Surveys & Tutorials, vol. 13,no. 4, pp. 584–616, Jul. 2011.

[5]X. Wu, S. Subramanian, R. Guha, R. White, J. Li, K. Lu,A. Bucceri, and T. Zhang, “Vehicular communications using DSRC: Challenges, enhancements, and evolution,” IEEE J. Sel.Areas in Commun., vol. 31, no. 9, pp. 399–408, Jul. 2013.

[6]M. Booysen, S. Zeadally, and G.-J. van Rooyen, “Survey of media access control protocols for vehicular ad hoc networks,”IET Communications, vol. 5, no. 11, pp. 1619–1631, Jul. 2011

本文來(lái)源于中國(guó)科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2019年第1期第49頁(yè)，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處

關(guān)鍵詞： V2V V2I DSRC異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 201901