車(chē)聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)性能研究及NS-3仿真評(píng)估.pdf

1、近年來(lái)，隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已引起了廣泛的關(guān)注，通過(guò)多種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)與車(chē)、車(chē)與路邊單元、車(chē)與基礎(chǔ)設(shè)施之間的信息交互，進(jìn)而保證道路安全、提高交通效率，并為乘客提供更加安全、舒適、高效的車(chē)載信息服務(wù)。
　　本文首先從車(chē)聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用類(lèi)型、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和車(chē)輛節(jié)點(diǎn)多模通信接口三個(gè)方面對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)存在的異構(gòu)特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析。對(duì)于涉及生命安全的消息，必須保證低延時(shí)和高可靠的數(shù)據(jù)傳輸；而對(duì)于不涉及生命安全的非緊急消息，可以有一

2、定的延時(shí)容忍度，但是對(duì)帶寬要求較高。目前，單一的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足這些應(yīng)用需求。大唐和華為等機(jī)構(gòu)正在制定中國(guó)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用通信標(biāo)準(zhǔn)LTE-V，它采用半分布式、半集中式方案，車(chē)與車(chē)通過(guò)分布式直通技術(shù)通信，車(chē)與路邊基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)廣域/熱點(diǎn)接入技術(shù)通信。
　　接著，針對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)通信技術(shù)的這些差異化需求，結(jié)合現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，本文提出了一種基于IEEE802.11p和LTE技術(shù)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu),該架構(gòu)主要包括
　　路邊單

3、元、基站、控制中心和車(chē)輛四個(gè)組件，車(chē)輛擁有IEEE802.11p和LTE兩種通信接口，針對(duì)該架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)方法，車(chē)輛根據(jù)自身所處地理位置，采用不同的通信方式傳輸消息。IEEE802.11p接口用于車(chē)與車(chē)之間、車(chē)與路邊單元之間傳輸安全消息，LTE接口用于為車(chē)輛用戶(hù)提供娛樂(lè)服務(wù)。該異構(gòu)架構(gòu)與我國(guó)正在制定的車(chē)聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)LTE-V思想相吻合。
　　進(jìn)一步考慮交通流模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11p和LTE的實(shí)現(xiàn)，本文在交

4、通仿真工具VanetMobiSim中編寫(xiě)XML腳本，配置道路拓?fù)浼败?chē)輛移動(dòng)模型，產(chǎn)生車(chē)輛運(yùn)動(dòng)軌跡文件；在網(wǎng)絡(luò)仿真工具NS-3中編寫(xiě)C++仿真腳本，將這些移動(dòng)軌跡作為節(jié)點(diǎn)移動(dòng)模型，同時(shí)設(shè)置IEEE802.11p和LTE協(xié)議及相應(yīng)的信道衰減模型，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)。
　　最后，將交通仿真工具VanetMobiSim和網(wǎng)絡(luò)仿真工具NS-3聯(lián)合仿真，搭建了城市道路場(chǎng)景和高速公路場(chǎng)景下的車(chē)聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)架構(gòu)，評(píng)估安全消息的延時(shí)、投遞率以及吞吐量