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车联网信道拥塞分布式控制策略

哈尔滨理工大学学报 2020年第4期25卷 12-18页

作者：刘彪胡志强王恒阳北京交通大学电气工程学院北京100044

针对车联网安全应用的性能依赖于邻节点发送安全信息的数量,而大量发送数据包又会导致信道拥塞从而降低信息传播效率的问题,本文首先推导了车辆的泊松分布模型,在此基础上通过对数据发送概率与信道繁忙率进行求解进一步得出数据包成功... 详细信息

针对车联网安全应用的性能依赖于邻节点发送安全信息的数量,而大量发送数据包又会导致信道拥塞从而降低信息传播效率的问题,本文首先推导了车辆的泊松分布模型,在此基础上通过对数据发送概率与信道繁忙率进行求解进一步得出数据包成功就收概率模型,并考虑隐藏终端问题对其进行了修正。之后推导了信息投递速率模型,并进行仿真,验证了该模型的有效性。最后根据信息投递速率模型设计了信道拥塞分布式控制策略,该策略通过各节点根据自身环境实时单独调整传输功率将信息投递速率保持在最大值附近,从而确保了基本安全信息的传播效率。最后通过仿真实验验证该控制策略的有效性,结果表明所设计的信道拥塞控制策略可维持信息投递速率在最大值附近,避免信道发生拥塞。

关键词：车联网信道拥塞分布式控制信息投递速率功率控制

车载自组织网络环境中信道拥塞控制算法的研究

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车载自组织网络环境中信道拥塞控制算法的研究

作者：刘娜内蒙古大学

学位级别：硕士

近年来,随着科技的进步与经济的快速发展,万物互联逐渐走进人们的生活。与此同时,为了解决日常生活中交通拥堵和保障道路交通安全的问题,无线通信技术的发展起到了重要的作用,其中应用于移动自组织网络的车载自组织网络(Vehicular Ad-Ho... 详细信息

近年来,随着科技的进步与经济的快速发展,万物互联逐渐走进人们的生活。与此同时,为了解决日常生活中交通拥堵和保障道路交通安全的问题,无线通信技术的发展起到了重要的作用,其中应用于移动自组织网络的车载自组织网络(Vehicular Ad-Hoc Networks,VANETs)技术成为目前研究的重点内容。由于VANETs信道容量有限,大量的信息涌入会造成信道负载过大,进而引起信道拥塞,网络性能随之降低,车辆无法及时获取路况信息,从而导致道路堵塞和交通事故等情况发生。因此,信道拥塞成为车联网领域中亟待解决的问题。本次研究围绕两种典型的V2X(Vehicle-to-Everything)技术:专用短程通信(Dedicated Short Range Communication,DSRC)技术和基于长期演进(Long Term Evolution,LTE)技术的蜂窝车联网(Cellular-V2X,C-V2X)技术。本文概述了VANETs环境中为解决信道拥塞问题的研究进展,提出了相应的拥塞控制策略,主要工作内容如下:(1)针对DSRC技术,首先分析了影响信道拥塞的原因,研究表明数据包的发射功率和速率对信息在信道中传输影响很大。其次,采用了基于车辆行驶速度的自适应功率控制算法,探究其与传统功率控制算法的差异,并且进行对比分析。最后,提出了一种功率和速率相结合的自适应控制策略,实现了两种参数共同调节。实验结果表明,该算法提高了数据包的传递率、减少了传输延迟从而对信道拥塞起到控制效果。(2)针对LTE-V2X技术,首先分析了信道资源选择过程中存在分组冲突和系统延迟的原因,提出了一种基于感知的半持久调度算法与功率控制相结合的拥塞控制策略。其次,采用最佳参考信号接收功率的值计算最佳的信噪比,通过对比使用不同的发射功率,从而获取最佳的信道状态。最后,分析了不同车辆密度情况下,针对该拥塞控制策略对车辆节点的丢包率、信道质量指标和帧时延的影响情况。实验结果表明,所提策略可以很好的降低丢包率,提升信道质量,从而提供可靠信息传输机制。

关键词： V2X技术信道拥塞 DSRC LTE-V2X

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铁路无线覆盖中解决信令信道拥塞的新方法

电信技术 2009年第3期 93-94页

作者：王洪刚金冬成中国移动通信集团吉林有限公司长春分公司长春130033

1铁路沿线小区的话务特点铁路沿线的绝大部分地区不是高话务密集区,沿线基站的设置主要是为了加强覆盖、解决覆盖盲区问题,因此这些基站一般采用小型配置,吸收的语音话务量并不高。如果某个小区正好处于位置区的边界，当列车从另一个位... 详细信息

1铁路沿线小区的话务特点铁路沿线的绝大部分地区不是高话务密集区,沿线基站的设置主要是为了加强覆盖、解决覆盖盲区问题,因此这些基站一般采用小型配置,吸收的语音话务量并不高。如果某个小区正好处于位置区的边界，当列车从另一个位置区进入该小区时，车上所有用户几乎会同时进行位置更新，从而导致SDCCH瞬间拥塞非常严重，常规办法很难有效解决这一问题。

关键词：铁路沿线无线覆盖信道拥塞信令 SDCCH 话务量位置更新位置区

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移动基站信道拥塞干扰源竟是充电宝

中国无线电 2018年第1期 66-66页

作者：张梓烨江西省吉安市无线电管理局

2017年12月18日,江西省吉安市无线电管理局接到市移动公司投诉,反映位于吉安县工业园区梨塘等区域的3个基站受到严重的拥塞干扰,周边用户掉话严重,疑似是＂响一声＂电信设备造成的,请求帮助排查。接到干扰投诉后,吉安无管局领导高度重视... 详细信息

2017年12月18日,江西省吉安市无线电管理局接到市移动公司投诉,反映位于吉安县工业园区梨塘等区域的3个基站受到严重的拥塞干扰,周边用户掉话严重,疑似是＂响一声＂电信设备造成的,请求帮助排查。接到干扰投诉后,吉安无管局领导高度重视,迅速派监测人员前往现场排查。监测人员利用移动监测车在受干扰基站周边区域监测搜索,当行驶到柏兆（吉安）电子有限责任公司厂区门口时,发现基站上行信号发射频繁,

关键词：信道拥塞干扰源

基于信道负载预测的VANET传输功率控制算法

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计算机应用研究 2019年第1期36卷 183-185,20页

作者：余翔唐金华王诗言重庆邮电大学泛网无线通信技术团队重庆400065

在车载自组网(VANET)中,车流量到达一定密度时会造成信道拥塞,导致协作式安全应用失效。针对该问题,设计了一个基于信道负载预测的车联网信标消息传输功率控制算法。通过信道忙时比率(CBR)评估当前时刻信道负载,根据差分自回归移动平均... 详细信息

在车载自组网(VANET)中,车流量到达一定密度时会造成信道拥塞,导致协作式安全应用失效。针对该问题,设计了一个基于信道负载预测的车联网信标消息传输功率控制算法。通过信道忙时比率(CBR)评估当前时刻信道负载,根据差分自回归移动平均模型(ARIMA)对信道下一时刻负载进行预测,将信道负载预测值与预设阈值进行比较,自适应调整下一时刻信标传输功率,避免信道拥塞。通过仿真实验表明,该算法能有效减少通信传输时延,避免信道拥塞,保证数据的可靠转发。

关键词：车载自组网信道拥塞负载预测功率控制

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一种车联网自适应功率控制策略

小型微型计算机系统 2017年第1期38卷 72-76页

作者：李帅兵谭国真张福新丁男大连理工大学计算机科学与技术学院辽宁大连116024

信道拥塞会导致数据包碰撞和丢失,使安全相关的消息无法可靠发送.而传统的信道拥塞控制通过检测信道占有率、信噪比和当前时刻节点数目,对功率进行被动控制,且大部分算法是开环控制,具有滞后性和不精确性.针对传统功率控制的滞后性和不... 详细信息

信道拥塞会导致数据包碰撞和丢失,使安全相关的消息无法可靠发送.而传统的信道拥塞控制通过检测信道占有率、信噪比和当前时刻节点数目,对功率进行被动控制,且大部分算法是开环控制,具有滞后性和不精确性.针对传统功率控制的滞后性和不精确性,基于模糊逻辑提出一种车联网自适应功率控制策略FAPCS(Adaptive Power Control Strategy Based On Fuzzy Logic).首先,建立了传输范围预测模型,通过预测交通流密度值,预测出满足90%数据包递送率的传输范围;然后,针对隐藏终端和预测密度的误差对数据包递送率的影响,设计了传输范围自适应调整模型,该模型通过模糊逻辑推理,得到满足90%数据包递送率的真实传输范围.仿真结果表明,该控制策略能够避免信道拥塞,使数据包递送率满足安全相关应用的需要,且具有较快收敛速度.

关键词：车联网信道拥塞功率控制模糊控制预测密度

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基于神经网络的通讯优化协议仿真分析

科技通报 2013年第6期29卷 215-217,221页

作者：马玉磊新乡学院继续教育学院河南新乡453003

在通讯过程中,利用小波离散变换算法进行通信服务,假设在某一时段通讯信息数量较多,将造成部分通讯信道发生拥塞的现象,导致通讯效率降低。因此,需要利用神经网络算法对通讯网络进行优化处理。利用神经网络方法,对采集的通讯数据进行训... 详细信息

在通讯过程中,利用小波离散变换算法进行通信服务,假设在某一时段通讯信息数量较多,将造成部分通讯信道发生拥塞的现象,导致通讯效率降低。因此,需要利用神经网络算法对通讯网络进行优化处理。利用神经网络方法,对采集的通讯数据进行训练,为通讯优化提供准确的数据基础。建立神经网络优化模型,实现了通讯优化处理,从而提高了通讯效率。实验结果表明,利用这种算法进行通讯网络优化,能够避免传统算法的缺陷,有效提高通讯效率。

关键词：神经网络通讯优化信道拥塞

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V2V可见光通信平台设计与功率控制研究

V2V可见光通信平台设计与功率控制研究

作者：吴琪桂林电子科技大学

学位级别：硕士

伴随着我国科学技术不断前进,社会的不断进步,越来越多的家庭拥有了汽车,汽车在其中扮演着不可或缺的角色。为了解决汽车所带来的交通安全性等问题,车载自组网应运而生。车载自组织网（Vehicular Ad hoc Network,VANET）是根据移动无线... 详细信息

伴随着我国科学技术不断前进,社会的不断进步,越来越多的家庭拥有了汽车,汽车在其中扮演着不可或缺的角色。为了解决汽车所带来的交通安全性等问题,车载自组网应运而生。车载自组织网（Vehicular Ad hoc Network,VANET）是根据移动无线组织网（Mobile Ad hoc Network,MANET）建立的。VANET是指车与车,以及车辆与路边单元间的相互收发信息而建立的无线自组织网络,车载自组织网是智慧交通的核心部分。车辆可以通过车载自组织网来获取道路交通信息来规避交通堵塞或者事故危险。车载自组织网目前使用的无线接入技术主要有IEEE802.11p和蜂窝系统。IEEE802.11p能支持高移动性的车辆与车辆之间通信（Vehicle-to-Vehicle Communication,V2V）连接和间歇性的车辆与基础设施通信（Vehicle-to-Infrastructure,V2I）,基于蜂窝系统的LTE-V能同时支持网状拓扑的V2V通信和支持星型拓扑的V2I通信。但是在车辆节点密集的场景时,因为无线频谱资源稀缺,车辆节点竞争无线信道,会导致车联网的信道拥塞。为了减少车载自组网中无线信道出现拥塞的频率,本文设计了车载可见光通信平台和对V2V功率控制的研究。首先针对车载组织网中的无线电通信中由于频谱资源匮乏的而造成信道拥塞的问题,本文设计了一种基于可见光的V2V通信平台,使用可见光通信来代替无线电通信。该系统利用可见光来进行汽车之间的通信。汽车的发送端可以将要传输的信息通过主控芯片加载到光波上,然后通过传输将光信号输送到接受端,在其上的光电检测器可以将光信号转换成电信号,然后通过放大、解调等过程即可对信号进行还原,这样就实现了汽车之间传输数据的过程。本论文完成了数据的串口通信、放大电路和光电转换电路的硬件设计。其次针对高速公路交通场景,由于汽车数目过多,大量车辆节点通过广播模式传输信息,造成广播风波从而造成了信道拥塞的问题。本文提出了基于信噪比门限的V2V协作通信策略。在车流密度实时变化的情况下,基于信噪比模型描述的捕获效应来选取合适的协作传输节点并进行功率控制,从而缓解信道拥塞。通过使用MATLAB对上述策略进行仿真,并与传统的协作通信方案进行对比,仿真表明,该方案在信息传输的有效性和消耗功率上均优于传统的协作通信方案。

关键词：车载自组织网信道拥塞可见光通信功率控制

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车载自组织网络环境中拥塞控制算法的研究

车载自组织网络环境中拥塞控制算法的研究

作者：乔钰兰州交通大学

学位级别：硕士

伴随着世界经济的快速发展,汽车工业也迎来了发展的黄金时期。这使得车辆在人们日常出行生活中扮演着越来越重要的角色。但随之而来的次生问题却不容忽视,频繁发生的交通事故和城市越发严重的道路拥堵问题,为社会经济与人民生命财产安... 详细信息

伴随着世界经济的快速发展,汽车工业也迎来了发展的黄金时期。这使得车辆在人们日常出行生活中扮演着越来越重要的角色。但随之而来的次生问题却不容忽视,频繁发生的交通事故和城市越发严重的道路拥堵问题,为社会经济与人民生命财产安全带来了巨大的损失。保障道路交通安全已成为世界各国都不可逃避的现实问题。无线通信技术的迅速发展为上述问题提供了解决方案,应用移动自组织网络核心技术于车辆网络的车载自组织网络技术应运而生。车载无线网络的形成基于车与车,车与基础设施之间互相通信,主要传递事故避免或者辅助驾驶等实时信息,同时为驾驶者提供娱乐,实时导航等服务,使车辆运输网络更加安全高效地运行。目前,虽然移动自组织网络技术在许多方面已趋于成熟,但由于车辆运输网络本身具有拓扑变化速度快、无线信道容量有限与网络运行状况不稳定等特点,导致移动自组织网络技术的研究成果不能直接用于支持车载自组织网络。车载自组织网络信道容量有限,尤其是用于维持安全应用程序良好运行的控制信道带宽仅有10MHz。因此当道路上的车辆节点变得密集时,信标消息以固定频率传输就会造成信道负载过重,进而导致拥塞。拥塞不仅会对信标消息的可靠传输造成影响,还会严重妨碍事件触发安全消息的及时传播。然而,这类安全消息往往与驾驶者的生命与财产安全密切相关,传输过程中对其延迟要求更高。因此,研究车载网络的信道拥塞控制方法对于保障安全消息可靠及时地传输,维护无线网络的运行性能具有十分重要的意义。针对上述问题,本论文基于车载自组织网络的关键技术展开讨论,分析了信道拥塞所面临的挑战,提出了两种拥塞控制算法。具体工作包括以下几个方面:（1）本文提出了一种基于局部密度预测的传输参数自适应拥塞控制策略。首先,详细介绍了基于车辆历史交通环境参数的局部密度预测方法,根据一个控制信道间隔内节点从自身MAC层获取的接收包的数量和碰撞包数量的总和,结合信标平均速率计算邻居节点的数量。其次,介绍了利用信道繁忙率来判断信道状态的方法。然后,对根据局部密度预测值和信道繁忙率的联合速率和功率自适应流程框架及详细工作流程进行了描述,同时设计了具体算法。最后,通过仿真实验测试,验证了本文所提出的算法能够显著提升数据包递送率,缩短传输延迟,从而提供可靠的信标消息传输机制。（2）提出以消息优先级调度机制作为基础结合信标消息产生速率自适应的一种分布式拥塞控制方法。首先,设计一种基于消息属性、应用程序类型的静态因素和基于网络状态的动态因素相结合计算各类安全消息优先级大小的方法,并基于优先级大小按顺序动态调度队列中的消息。然后,利用信标产生速率自适应控制方法根据当前时刻信道状态调节信标生成时间间隔长短,控制注入信道内的数据流量。最后,基于仿真软件NS-3对本文控制算法进行验证,结果表明本文的算法改善了事件触发安全消息传输平均延迟及数据包丢失率,提高了平均吞吐量。

关键词：车载自组织网络信道拥塞安全消息局部密度预测传输参数自适应优先级调度