基于隧道WiFi的V2V通信试验研究



基于隧道WiFi的V2V通信试验研究

研究了用于隧道采矿车的车-车（V2V）通信，达到增加货物运输的安全性及提高生产力的目的。采用试验的方法评估在实际隧道环境下无线WiFi的最大可达范围，包括视线链接（LOS）和非视线链接（NLOS）。测量环境是一个人工隧道，使用现有的商用无线WiFi设备和天线进行测量。

试验包括初始测量、分析商业现有无线WiFi在隧道环境下V2V通信可用性。使用网络测试工具Iperf来记录信息量及其波动。结果表明，应用单数据流时WiFi设备可以覆盖150m范围，应用双同步数据流时WiFi设备可以覆盖100m范围。当信道从LOS变化到NLOS时，其吞吐量性能与注册为单数据流的吞吐量性能没有明显差异。对于2个数据流，具有高用户数据报协议（UDP）6.75MB/s带宽的低优先级数据流的性能急剧下降。

无线电调制编码方案的选择基于信道的传输质量，多输入多输出（MIMO）通信并不完全适用本试验。使用高质量的硬件，能够达到更高的接收灵敏度和更低的无线电噪声水平，在MIMO通信中的效果会更好。在挖掘现场，其车速比公路上的车速低很多。因此，无线WiFi在隧道中的覆盖范围足以保证通信距离，使车辆可以及时停车。

全球市场竞争越来越激烈，采矿业也面临新的挑战。由于采矿企业位于偏远地区，因此很难找到熟练技工操作采矿设备。这意味着挖掘过程必须是自动的，且必须在熟练技工、煤矿经营者的监督和控制之下。自动开采的主要优点是精度高和可重复。自动汽车可以正确定位装卸，其自动系统控制车速、位置和载货车路线。车载计算机能够最大限度地实现提高燃油效率，减轻驾驶员疲惫，控制距离以及故障监测。自动系统可提高工作效率和资源利用率，降低开采过程中的成本。此外，该自动系统可提高煤矿现场的安全，消除由于疲劳产生的人为错误和损失。由于隧道内不能保证汽车一直与操作系统连接，因此需要载货车之间的自主通信来实现这些目标。

Harri Viittala et al. 2013 IEEE 77th Vehicular Technology Conference (VTC Spring), Dresden- June 2- 5, 2013.

编译：王亮