智能汽車通信的零干擾網(wǎng)絡研究

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智能汽車通信的零干擾網(wǎng)絡研究

智能汽車自主通信依賴于分散控制、狀態(tài)估計和傳感器感知技術。這些技術的實現(xiàn)需采用無線網(wǎng)絡通信。然而常規(guī)的無線通信網(wǎng)絡設計并未考慮車輛自主通信，因而存在互相干擾的現(xiàn)象。這種干擾會對車輛自主通信造成限制。最常用的網(wǎng)絡（如WiFi無線網(wǎng)絡）就屬于這一類。為了克服這種限制，本文引入一個新型通信系統(tǒng)，稱為零干擾網(wǎng)絡。零干擾網(wǎng)絡可以自主調整其拓撲結構和頻道分配，因此包括邊緣在內的所有網(wǎng)絡都可以通過全無線帶寬進行通信。另外，零干擾網(wǎng)絡還具備以下3個優(yōu)點：①可擴展，即可隨著車輛數(shù)目進行擴展；②高通量；③低延時；④通過無線廣播鏈接模擬無線網(wǎng)絡，從而有效適應智能汽車的各種不同應用。在零干擾網(wǎng)絡中，所有的通信線路都是相互獨立、互相隔絕的。當網(wǎng)絡中的節(jié)點和邊界增加時，零干擾網(wǎng)絡中每個節(jié)點的吞吐量可以保持不變，而傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡的每個節(jié)點吞吐量會降低。由于具備該性質，所以無線網(wǎng)絡中采用的算法可以直接應用于零干擾網(wǎng)絡。

為了驗證所提出的零干擾網(wǎng)絡，進行了一系列相關試驗。試驗時，將零干擾網(wǎng)絡嵌入4輛小型自主通信汽車中，并設置一系列道路障礙。試驗過程中，4輛自主通信汽車分別搜索周圍環(huán)境并不斷與其它車輛分享其狀態(tài)和行駛軌跡，通過這種不斷交互過程，最大限度進行避障。試驗結果表明，零干擾網(wǎng)絡中的多個通道可以同時通信，并且每個通道都可單獨作為一個無線網(wǎng)絡進行通信。該性能使車輛在自主通信過程中各個信號互不干擾，克服了由于干擾引起的通信限制。今后將主要研究零干擾網(wǎng)絡通信協(xié)議與目前通信網(wǎng)絡協(xié)議的兼容問題。

Kuo V.et al. Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2013 IEEE 23- 26 June 2013.

編譯：賀蓉