Μοντελοποιηση Καναλιου Για Αδομητα Δικτυα Οχηματων (vanets)

Abstract

Τα Αδόμητα Δίκτυα Οχημάτων (Vehicular Ad-hoc NΕΤworks - VANETs) προσφέρουν άμεση επικοινωνία μεταξύ οχημάτων και μονάδων που βρίσκονται στην άκρη των δρόμων (Roadside Units - RSUs) καθώς και μεταξύ οχημάτων χωρίς την παρέμβαση του οδηγού. Η αδόμητη φύση των δικτύων αυτών εισάγει επιπλέον προκλήσεις στο μηχανικό που καλείται να τα μοντελοποιήσει. Τα VANETs θα χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές στις κατηγορίες της ενεργούς ασφάλειας, στις δημόσιες υπηρεσίες, στη βελτίωση της οδήγησης, καθώς και στις επιχειρήσεις και στην ψυχαγωγία.Στην παρούσα εργασία αρχικά καταγράφεται το state-of-art των αδόμητων δικτύων οχημάτων, οι διερευνήσεις και οι υλοποιήσεις που έχουν γίνει έως σήμερα σε όλον τον κόσμο. Παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά αυτών των καναλιών, τα περιβάλλοντα στα οποία υλοποιούνται και οι προσεγγίσεις που γίνονται για τη μοντελοποίηση τους. Στη συνέχεια παρατίθενται τα θεμελιώδη μαθηματικά για την επισκόπηση των καναλιών αυτών των δικτύων όπως έχουν καταγραφεί στη διεθνή βιβλιογραφία.Ακολουθεί η μοντελοποίηση ενός καναλιού για VANETs για την επικοινωνία στην κάτω ζεύξη μεταξύ RSU και οχήματος για ένα συγκεκριμένο αστικό Manhattan σενάριο, όπου εκτιμάται η πιθανότητα αποκοπής της ζεύξης συναρτήσει κάποιων παραμέτρων, όπως η απόσταση πομπού και δέκτη, το ύψος των κεραιών εκπομπής και λήψης, το μέγεθος του cluster και η ταχύτητα του οχήματος. Παρατηρείται το πώς επηρεάζουν την πιθανότητα αποκοπής της ζεύξης οι παρεμβολές από άλλα RSUs και η χρήση διαφορισμού ύψους κεραιών με επιλεκτικό συνδυασμό (Selection Combining - SC) και εκτιμάται η επίδραση της βροχόπτωσης στο σύστημα, η βέλτιστη ακτίνα της κυψέλης και η βέλτιστη συχνότητα φέροντος. Γίνεται χρήση της προσομοίωσης ΜΟΝΤΕ CARLO για την εκτίμηση της πιθανότητας αποκοπής της ζεύξης όπου ο αναλυτικός υπολογισμός της είναι αδύνατος. Τέλος, γίνεται μοντελοποίηση ενός στοχαστικού μοντέλου για επικοινωνία οχήματος-προς-όχημα το οποίο λαμβάνει ως είσοδο μετρήσεις σε πραγματικό περιβάλλον και υπολογίζει τη συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος λαμβάνοντας υπ’όψιν τη χωρική συσχέτιση μεταξύ των παραμέτρων των διαλείψεων μεγάλης-κλίμακας, το κέρδος μονοπατιού και τις διαλείψεις μικρής-κλίμακας.