Оптимизация беспроводных сетей для транспорта будущего

Технология связи между автомобилями и дорожной инфраструктурой (V2X) — это основа для интеллектуальных транспортных систем и беспилотных автомобилей будущего. Такие сценарии, как движение автомобилей в колонне, требуют быстрой и надежной доставки данных. Для этого могут использоваться технологии 5G V2X и DSRC (IEEE 802.11p/bd), которые позволяют автомобилям общаться как через базовую станцию, так и напрямую друг с другом.

Коллектив Лаборатории беспроводных сетей активно разрабатывает математические модели и алгоритмы для устройств, работающих по технологии 5G V2X, особенно для случая прямой передачи данных, который критически важен для доставки сообщений об экстренных ситуациях на дороге. Данные разработки позволяют подбирать параметры передачи в реальном времени, чтобы максимизировать емкость сети при выполнении строгих требований к задержке и надежности доставки сообщений. В частности, была разработана математическая модель, позволяющая быстро оценивать производительность сети 5G V2X и выбирать оптимальные с точки зрения емкости сети параметры передачи. Также были предложены усовершенствования для механизма доступа к каналу, которые повышают емкость сети до 40%. Проведено детальное исследование эффективности использования канала для подтверждений и даны рекомендации по его использованию. Кроме того, был разработан адаптивный алгоритм выбора сигнально-кодовой конструкции для колонны ТС, обеспечивающий емкость сети, близкую к верхней границе; в некоторых сценариях прирост емкости сети достигает 180% по сравнению с ранее существующими алгоритмами.

Коллектив лаборатории также изучал механизм объединения каналов, включенный в стандарт IEEE 802.11bd. Объединение каналов позволяет устройству использовать несколько каналов одновременно для увеличения скорости передачи данных. Были оценены различные варианты объединения каналов и даны рекомендации по выбору параметров механизма объединения каналов. Также исследовано влияние параметров доступа к каналу на производительность механизма объединения каналов, а также предложен алгоритм для адаптивной оптимизации этих параметров.

Все решения, разработанные членами команды Лаборатории, проверены в реалистичных условиях с помощью имитационного моделирования в среде ns-3. Полученные результаты могут быть использованы для создания более эффективных и устойчивых систем связи для транспорта будущего.