基于V2I通信路測單元的訪問請求隊列研究

現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)中，將路測單元安裝在路邊固定的基礎(chǔ)設(shè)施中，采用專用短程通信技術(shù)與車載單元進(jìn)行通信，實現(xiàn)對汽車的識別等。車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用使汽車不再被當(dāng)做是一種機械裝置，而被當(dāng)做一種智能移動實體。若將智能交通系統(tǒng)與車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合，則可為駕駛員提供交通管理、道路監(jiān)察、遠(yuǎn)程區(qū)域連接等服務(wù)。為實現(xiàn)這些服務(wù)，美國聯(lián)邦通信委員會分配75MHz的頻譜用于汽車環(huán)境下的短程通信。電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）針對汽車環(huán)境下的短程通信制定了兩種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.11p和 IEEE1609。 IEEE 802.11p協(xié)議采用單通道接入方式，IEEE 1609協(xié)議采用多通道接入方式。本文則對采用IEEE 1609協(xié)議的路測單元進(jìn)行研究，對其在多通道V2I（車與網(wǎng)）通信中的訪問請求隊列進(jìn)行建模、分析和改進(jìn)，并給出了相應(yīng)的性能評價指標(biāo)。

路測單元采用先入先出的訪問請求策略，即對路測單元先接收到的訪問請求做出優(yōu)先響應(yīng)。過去對訪問請求隊列建立的數(shù)學(xué)模型沒有考慮中途終止、中途阻斷和強制終止等行為。重新建模則需要考慮汽車的行駛模型，并將每輛汽車的行駛速度看做相互獨立并大致服從正態(tài)分布的隨機變量，各汽車到達(dá)路測單元覆蓋區(qū)域的時間服從指數(shù)分布。采用一個離散的隨機變量表示到達(dá)路測單元覆蓋區(qū)域的汽車類型，變量不同的離散值代表不同類型的汽車。基于多服務(wù)器排隊模型，建立路測單元多通道通信的訪問請求隊列模型。采用基于JAVA的離散事件模擬器對建立的模型進(jìn)行仿真，將系統(tǒng)平均響應(yīng)時間、訪問請求服務(wù)時間、訪問請求中斷概率、訪問請求強制終止概率、訪問請求阻斷概率作為性能評價指標(biāo)。仿真結(jié)果表明：①所建立的模型能夠很好地描述路測單元多通道通信中訪問請求隊列情況；②若采用訪問請求最后期限服務(wù)策略，則可以很好地處理訪問請求中出現(xiàn)的中途終止、中途阻斷和強制終止情況。采用該策略后，訪問請求阻塞改善70%，系統(tǒng)響應(yīng)時間改善了22%～66%。

刊名：Pervasive and Mobile Computing（英）

刊期：2015年第21期

作者：Maurice Khabbaz

編譯：張振偉