بهبود پوشش و نرخ مجموع عادلانه در ارتباطات خودرو به خودرو بر پايه رله

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

با افزايش تعداد وسايل نقليه، ايمني جاده‌ها اهميت بيشتري پيدا كرده است. ارتباطات V2V به عنوان يكي از كليدي‌ترين تكنولوژي‌ها براي افزايش ايمني جاده، توجه زيادي را از صنعت و دانشگاه‌ها به خود جلب كرده است. در مقايسه با ارتباط V2V بين خودروهاي محيط بزرگراه، چنين ارتباطاتي در محيط‌هاي تقاطع شهري چالش‌هاي متفاوتي دارد. در چنين محيطي به علت وجود موانعي مانند ساختمان‌ها نه تنها امكان قطع ارتباط وجود دارد بلكه احتمال رخداد تداخل و ارسال داده همزمان چند خودرو روي يك كانال نيز افزايش مي‌يابد. با توجه به اهميت برقراري موثر ارتباط در اين محيط‌ها، ارائه راه حل براي مديريت اين تداخل به منظور اطمينان از برقراري ارتباط پيوسته و با كيفيت ضروري است. در اين پژوهش ارتباطات V2V در محيط تقاطع به كمك خودرو رله با تمركز بر برقراري عدالت بين فرستنده‌هاي مختلف ارائه و بررسي مي‌شود. به منظور افزايش پوشش فرستنده‌ها كه به علت وجود موانع به خيابان‌هاي مستقيم محدود مي‌شود، خودروهاي نزديك به مركز تقاطع كه پوشش مناسبي دارند پيام ساير فرستنده‌ها را بازپخش مي‌كنند. بسياري از مطالعات موجود از يك رله براي افزايش پوشش فرستنده‌ها استفاده مي‌كنند. با توجه به احتمال بالاي رخداد تداخل در اين محيط، استفاده از تنها يك رله تعادل را بين فرستنده‌هاي مختلف براي استفاده از كانال برقرار نمي‌كند. با جفت كردن هر فرستنده با يك رله مناسب، مي‌توان از افزايش پوشش هر فرستنده اطمينان حاصل كرد. لازم است رله مناسب براي هر فرستنده به نحوي انتخاب شود كه كمترين تداخل را از ساير فرستنده‌ها دريافت كند و همچنين پوشش خوبي داشته باشد. براي عملكرد بهتر رله انتخاب‌شده لازم است توان ارسالي فرستنده‌ها نيز بهينه شود تا تداخل كنترل شود. براي تخصيص رله و توان بهينه براي فرستنده‌ها و همچنين برقراري تعادل بين آن‌ها، يك مسئله بهينه‌سازي با هدف بيشينه‌سازي حداقل نرخ مجموع فرستنده‌ها طراحي مي‌شود. حل مسئله طراحي‌شده NP-hard است و پيچيدگي محاسباتي بالايي دارد. براي حل، اين مسئله به دو زيرمسئله تفكيك مي‌شود. در گام اول زيرمسئله تخصيص رله با استفاده از الگوريتم شبيه‌سازي تبريد حل مي‌شود. در گام دوم زيرمسئله تخصيص توان ابتدا با به كار بستن تقريب محدب پي‌در‌پي به يك زيرمسئله محدب تبديل شده و سپس حل مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه مدل سيستم پيشنهادشده حداقل نرخ مجموع را نسبت به حالت بدون رله و بدون بهينه‌سازي توان تا ٪57 بهبود مي‌دهد و پوشش‌دهي فرستنده‌ها را به ٪90 مي‌رساند.

229596

مخابرات سيستم

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان