Ad hoc-nätverk för fordon

Ad hoc-nätverk för fordon ( VANET ) skapas genom att tillämpa principerna för mobila ad hoc-nätverk (MANET) – det spontana skapandet av ett trådlöst nätverk av mobila enheter – på fordonsdomänen. VANETs nämndes och introducerades första gången 2001 under " bil-till-bil ad-hoc mobil kommunikation och nätverksapplikationer", där nätverk kan bildas och information kan vidarebefordras mellan bilar. Det visades att kommunikationsarkitekturer för fordon till fordon och fordon till vägkanter kommer att existera i VANETs för att tillhandahålla trafiksäkerhet, navigering och andra vägkantstjänster. VANET är en viktig del av intelligenta transportsystem ( ITS). Ibland kallas VANETs för intelligenta transportnätverk. De anses ha utvecklats till ett bredare " fordonsinternet ". som självt förväntas i slutändan utvecklas till ett "Internet av autonoma fordon".

Även om VANET i början av 2000-talet bara sågs som en en-till-en-applikation av MANET-principerna, har de sedan dess utvecklats till ett forskningsfält i sin egen rätt. År 2015 blev termen VANET mestadels synonym med den mer generiska termen inter-vehicle communication ( IVC ), även om fokus förblir på aspekten av spontant nätverkande, mycket mindre på användningen av infrastruktur som Road Side Units (RSU) eller cellulära nätverk .

Ansökningar

VANETs stöder ett brett utbud av tillämpningar – från enkel informationsspridning av t.ex. cooperativa awareness messages (CAMs) till multi-hop-spridning av meddelanden över stora avstånd. De flesta problem av intresse för mobila ad hoc-nätverk (MANET) är av intresse för VANET, men detaljerna skiljer sig åt. Istället för att röra sig på måfå, tenderar fordon att röra sig på ett organiserat sätt. Samspelet med vägkantsutrustning kan likaså karakteriseras ganska exakt. Och slutligen är de flesta fordon begränsade i deras rörelseomfång, till exempel genom att de tvingas följa en asfalterad motorväg.

Exempel på tillämpningar av VANETs är:

  • Elektroniska bromsljus , som låter en förare (eller en självkörande bil eller lastbil) reagera på fordon som bromsar även om de kan skymmas (t.ex. av andra fordon).
  • Platooning , som gör att fordon kan nära (ned till några tum) följa ett ledande fordon genom att trådlöst ta emot accelerations- och styrinformation och på så sätt bilda elektroniskt kopplade "road trains".
  • Trafikinformationssystem , som använder VANET-kommunikation för att tillhandahålla aktuella hinderrapporter till ett fordons satellitnavigeringssystem
  • Nödtjänster för vägtransporter – där VANET-kommunikation, VANET-nätverk och spridning av trafiksäkerhetsvarningar och statusinformation används för att minska förseningar och påskynda nödräddningsinsatser för att rädda livet på de skadade.
  • On-The-Road Services – det är också tänkt att den framtida transportmotorvägen skulle vara "informationsdriven" eller "trådlöst aktiverad". VANETs kan hjälpa till att annonsera tjänster (butiker, bensinstationer, restauranger, etc.) till föraren och till och med skicka meddelanden om någon försäljning som pågår i det ögonblicket.
  • Elektronisk vägtullsuppbörd – Avgiftsapplikationen som utförs med C-ITS-utrustningen. Dessa senare använder ITS-G5-tekniken, Roadside Unit (RSU) och on-board unit (OBU) med funktioner specificerade av standardiseringsinstitutet ETSI. För att utföra den här tjänsten lyfter vi fram två huvudkrav: hur man har en tillförlitlig geolokalisering av fordonet när det passerar vägavgiften och hur man säkrar kommunikationen under transaktionsprocessen.

Teknologi

VANETs kan använda vilken trådlös nätverksteknik som helst som bas. De mest framträdande är radiotekniker med kort räckvidd, WLAN och DSRC . Dessutom kan cellulära teknologier eller LTE och 5G användas för VANET.

Simuleringar

Före implementeringen av VANETs på vägarna är realistiska datorsimuleringar av VANETs med en kombination av Urban Mobility-simulering och nätverkssimulering nödvändiga. Vanligtvis kombineras simulator med öppen källkod som SUMO (som hanterar vägtrafiksimulering) med en nätverkssimulator som TETCOS NetSim eller NS-2 för att studera prestanda hos VANET. Ytterligare simuleringar görs också för kommunikationskanalmodellering som fångar komplexiteten hos trådlösa nätverk för VANET.

Standarder

Stor standardisering av VANET-protokollstackar äger rum i USA, Europa och Japan, vilket motsvarar deras dominans inom bilindustrin .

I USA bygger protokollstacken IEEE 1609 WAVE Wireless Access i fordonsmiljöer på IEEE 802.11p WLAN som fungerar på sju reserverade kanaler i frekvensbandet 5,9 GHz. WAVE-protokollstacken är utformad för att ge flerkanalsdrift (även för fordon utrustade med endast en enda radio), säkerhet och lätta applikationslagerprotokoll . Inom IEEE Communications Society finns det en teknisk underkommitté för fordonsnätverk och telematikapplikationer (VNTA). Denna kommittés stadga är att aktivt främja teknisk verksamhet inom området fordonsnätverk, V2V, V2R och V2I kommunikation, standarder, kommunikationsaktiverad väg- och fordonssäkerhet, trafikövervakning i realtid, teknik för korsningshantering, framtida telematikapplikationer , och ITS -baserade tjänster.

Radiofrekvenser

I USA kommer systemen att använda en region av 5,9 GHz-bandet som avsatts av USA:s kongress, den olicensierade frekvensen som också används av Wi-Fi . Den amerikanska V2V-standarden, allmänt känd som WAVE ("Wireless Access for Vehicular Environments"), bygger på den lägre nivån IEEE 802.11p- standarden, redan 2004.

Europeiska kommissionens beslut 2008/671/EG harmoniserar användningen av frekvensbandet 5 875-5 905 MHz för ITS-tillämpningar för transportsäkerhet. I Europa är V2V standardiserad som ETSI ITS, en standard också baserad på IEEE 802.11p . C-ITS, kooperativ ITS, är också en term som används i EU:s policyskapande, nära kopplad till ITS-G5 och V2V.

V2V är även känd som VANET (fordon ad hoc-nätverk). Det är en variant av MANET ( Mobilt ad hoc-nätverk ), med tonvikten på att nu är noden fordonet. År 2001 nämndes det i en publikation att ad hoc-nätverk kan bildas av bilar och sådana nätverk kan hjälpa till att övervinna döda vinklar, undvika olyckor etc. Infrastrukturen deltar också i sådana system, då kallade V2X (vehicle - to- allt). Under årens lopp har det förekommit omfattande forskning och projekt inom detta område, där VANET har använts för en mängd olika applikationer, allt från säkerhet till navigering och brottsbekämpning.

1999 tilldelade US Federal Communications Commission (FCC) 75 MHz i spektrumet 5,850-5,925 GHz för intelligenta transportsystem.

Konflikt över spektrum

Från och med 2016 är V2V hotat av kabel-tv och andra teknikföretag som vill ta bort en stor del av det radiospektrum som för närvarande är reserverat för det och använda dessa frekvenser för höghastighetsinternettjänster. V2V:s nuvarande andel av spektrum sattes åt sidan av regeringen 1999. Bilindustrin försöker behålla allt den kan säga att den desperat behöver spektrumet för V2V. Federal Communications Commission har ställt sig på teknikföretagens sida med National Traffic Safety Board som stöder bilindustrins position. Internetleverantörer som vill ha spektrumet hävdar att självkörande bilar kommer att göra omfattande användning av V2V onödig. Bilindustrin sa att den är villig att dela spektrumet om V2V-tjänsten inte bromsas eller störs; FCC planerar att testa flera delningsscheman.

Forskning

Forskning inom VANET startade redan 2000, vid universitet och forskningslabb, efter att ha utvecklats från forskare som arbetade på trådlösa ad hoc-nätverk. Många har arbetat med mediaåtkomstprotokoll, routing, spridning av varningsmeddelanden och VANET-applikationsscenarier. V2V är för närvarande i aktiv utveckling av General Motors , som demonstrerade systemet 2006 med Cadillac-fordon. Andra biltillverkare som arbetar med V2V inkluderar Toyota , BMW , Daimler , Honda , Audi , Volvo och bil-till-bil kommunikationskonsortiet.

förordning

Sedan dess har United States Department of Transportation (USDOT) arbetat med en rad intressenter på V2X . Under 2012 implementerades ett förinstallationsprojekt i Ann Arbor, Michigan. 2800 fordon som täckte bilar, motorcyklar, bussar och lastbilar av olika märken deltog med utrustning från olika tillverkare. US National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) såg utbyggnaden av denna modell som ett bevis på att trafiksäkerheten kunde förbättras och att WAVEs standardteknik var interoperabel. I augusti 2014 publicerade NHTSA en rapport som hävdade att fordon-till-fordon-teknik var tekniskt bevisat redo för utplacering. I april 2014 rapporterades det att amerikanska tillsynsmyndigheter var nära att godkänna V2V-standarder för den amerikanska marknaden. Den 20 augusti 2014 publicerade NHTSA en Advance Notice of Proposed Rulemaking (ANPRM) i Federal Register, med argumentet att säkerhetsfördelarna med V2X -kommunikation endast kan uppnås om en betydande del av fordonsflottan var utrustad. På grund av den bristande omedelbara fördelen för tidiga användare föreslog NHTSA en obligatorisk introduktion. Den 25 juni 2015 höll det amerikanska representanthuset en utfrågning i frågan, där NHTSA, såväl som andra intressenter, argumenterade för V2X .

I EU antogs ITS-direktivet 2010/40/EU 2010. Det syftar till att säkerställa att ITS-applikationer är interoperabla och kan fungera över nationella gränser, det definierar prioriterade områden för sekundärlagstiftning, som täcker V2X och kräver att teknologier är mogen. 2014 började EU-kommissionens industriintressenter "C-ITS Deployment Platform" arbeta med ett regelverk för V2X i EU. Den identifierade viktiga tillvägagångssätt för en EU-omfattande V2X-säkerhetsinfrastruktur för offentlig nyckel (PKI) och dataskydd, samt underlättade en begränsningsstandard för att förhindra radiostörningar mellan ITS-G5-baserade V2X- och CEN DSRC-baserade vägavgiftssystem. Europeiska kommissionen erkände ITS-G5 som den första kommunikationstekniken i sin 5G-handlingsplan och det medföljande förklarande dokumentet, för att bilda en kommunikationsmiljö bestående av ITS-G5 och mobilkommunikation som föreställts av EU:s medlemsstater. Olika förinstallationsprojekt finns på EU- eller EU-medlemsstatsnivå, såsom SCOOP@F, Testfeld Telematik, den digitala testbädden Autobahn, Rotterdam-Wien ITS Corridor, Nordic Way, COMPASS4D eller C-ROADS. Ytterligare projekt är under förberedelse.

VANET i urbana scenarier

När man använder VANET i urbana scenarier finns det några aspekter som är viktiga att ta hänsyn till. Den första är analysen av vilotiden och valet av ett routingprotokoll som uppfyller specifikationerna för vårt nätverk. Den andra är att försöka minimera nedladdningstiden för data genom att välja rätt nätverksarkitektur efter att ha analyserat det urbana scenariot där vi vill implementera det.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vehicular_ad_hoc_network&oldid=1140393231 "