基于V2I通信路测单元的访问请求队列研究

基于V2I通信路测单元的访问请求队列研究

现代智能交通系统中，将路测单元安装在路边固定的基础设施中，采用专用短程通信技术与车载单元进行通信，实现对汽车的识别等。车联网的应用使汽车不再被当做是一种机械装置，而被当做一种智能移动实体。若将智能交通系统与车联网联合，则可为驾驶员提供交通管理、道路监察、远程区域连接等服务。为实现这些服务，美国联邦通信委员会分配75MHz的频谱用于汽车环境下的短程通信。电气和电子工程师协会（IEEE）针对汽车环境下的短程通信制定了两种协议标准：IEEE 802.11p和 IEEE1609。 IEEE 802.11p协议采用单通道接入方式，IEEE 1609协议采用多通道接入方式。本文则对采用IEEE 1609协议的路测单元进行研究，对其在多通道V2I（车与网）通信中的访问请求队列进行建模、分析和改进，并给出了相应的性能评价指标。

路测单元采用先入先出的访问请求策略，即对路测单元先接收到的访问请求做出优先响应。过去对访问请求队列建立的数学模型没有考虑中途终止、中途阻断和强制终止等行为。重新建模则需要考虑汽车的行驶模型，并将每辆汽车的行驶速度看做相互独立并大致服从正态分布的随机变量，各汽车到达路测单元覆盖区域的时间服从指数分布。采用一个离散的随机变量表示到达路测单元覆盖区域的汽车类型，变量不同的离散值代表不同类型的汽车。基于多服务器排队模型，建立路测单元多通道通信的访问请求队列模型。采用基于JAVA的离散事件模拟器对建立的模型进行仿真，将系统平均响应时间、访问请求服务时间、访问请求中断概率、访问请求强制终止概率、访问请求阻断概率作为性能评价指标。仿真结果表明：①所建立的模型能够很好地描述路测单元多通道通信中访问请求队列情况；②若采用访问请求最后期限服务策略，则可以很好地处理访问请求中出现的中途终止、中途阻断和强制终止情况。采用该策略后，访问请求阻塞改善70%，系统响应时间改善了22%～66%。

刊名：Pervasive and Mobile Computing（英）

刊期：2015年第21期

作者：Maurice Khabbaz

编译：张振伟