تعیین محل و پیکره بندی واحدهای واقع در کنار جاده در شبکه های خودرویی
چیکده
ما در این مقاله چهارچوبی نو و بهینه ساز را برای استقرار و پیکره بندی واحدهای واقع در کنار جاده (RSU) در شبکه خودرویی طرح خواهیم کرد. ما مسئله تعیین محل RSU ها و انتخاب پیکره بندی آن ها (برای مثال سطح توان، نوع آنتن و اتصال شبکه بک هال با سیم/ بی سیم) را با برنامه ای خطی فرموله خواهیم کرد. تابع هدف، حداقل سازی هزینه کلی استقرار و نگهداری شبکه های RSU است. همچینین محدودیت هایی که توسط کاربر در حداقل پوشش RSU ایجاد می شود، در این چهارچوب بهینه سازی دخالت دارد. علاوه بر این، این چهارچوب شامل تعیین نواحی پراهمیت کاندیدا، مانند نقاطی که تصادفات به کرات رخ می دهند، و محدودیت های ناشی از آن که باعث می شود به پوشش بیشتری در این نواحی نیاز باشد. نتایج شبیه سازی ارائه می شوند تا عملی بودن استقرار این طرح در محوطه دانشگاه متدیست جنوبی (SMU) را نشان دهیم. راندمان و مقیاس پذیری شیوه های بهینه سازی در ابعاد وسیع نیز مورد مطالعه قرار می گیرند و نتایج نشان می دهند که بهینه سازی در یک ناحیه با اندازه دانشگاه کمبریج یا ماساچوست در کمتر از دو دقیقه صورت خواهد گرفت. در نهایت، تأثیر تغییر پارامترهای کلیدی در طراحی نهایی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت.
1- مقدمه
شبکه های خودرویی کاربردهای زیادی دارند که ایمنی خودروها از جمله این کاربردهاست. سیستم های حمل و نقل هوشمند نیز می توانند این شبکه های خودرویی را تقویت کنند تا کاربردهایی همچون پیش بینی، کاهش و توزیع ازدحام ترافیکی را تسهیل کنند. سیستم های ارتباطی درون خوردو (IVC) می توانند بدون زیرساخت و بدون کمک شبکه اصلی عمل کنند. سیستم های IVC به IVC های تک جهشی و چند جهشی دسته بندی می شوند (SIVC ها و MICV ها). با وجود این که هزینه ساخت سیستم های SIVC و MIVC پایین است، این سیستم ها از برد ارتباطی کوتاه و مشکلات مسیریابی همچون تأخیر و مسیریابی اشتباه رنج می برند. جهت غلبه بر این محدودیت ها و تسهیل در اشتراک گذاری اطلاعات با تمام کاربران شبکه، خودروها می توانند به واحدهای کنار جاده متصل گردند. در سیستم ارتباطی خودرو به واحد کنار جاده (RVC) تمام ارتباطات میان واحدهای درون خودرو (OBU ها) و واحدهای واقع در کنار جاده (RSU ها) صورت می گیرند که سبب ارتباطی سریع و مطمئن در شبکه می گردد. اما امکان دارد تعداد RSU مورد نیاز نسبتاً زیاد باشد که هزینه های استقرار و نگهداری بیشتری را می طلبد. بنابراین در سیستم های ارتباطی که با واحدهای واقع در کنار جاده در ارتباط اند، تضمین پوشش مطمئن مقرون به صرفه مورد نیاز ماست. سیستم های ارتباطی هیبریدی خودرو (HVC) ارتباط میان RVC و IVC را پیشنهاد می کنند که در آن برد RVC با به کارگیری خوردوها به عنوان روترهای همراه افزایش می یابد.
Abstract
In this paper, we propose a novel optimization framework for Roadside Unit (RSU) deployment and configuration in a vehicular network. We formulate the problem of placement of RSUs and selecting their configurations (e.g. power level, types of antenna and wired/wireless back haul network connectivity) as a linear program. The objective function is to minimize the total cost to deploy and maintain the network of RSU’s. A user specified constraint on the minimum coverage provided by the RSU is also incorporated into the optimization framework. Further, the framework also supports the option of specifying selected regions of higher importance such as locations of frequently occurring accidents and incorporating constraints requiring stricter coverage in those areas. Simulation results are presented to demonstrate the feasibility of deployment on the campus map of Southern Methodist University (SMU). The efficiency and scalability of the optimization procedure for large scale problems are also studied and results shows that optimization over an area with the size of Cambridge, Massachusetts is completed in under 2 minutes. Finally, the effects of variation in several key parameters on the resulting design are studied.
I. INTRODUCTION
Vehicular networks are being used for a plethora of applications including enabling automotive safety [1]. Intelligent transportation systems can also leverage these vehicular networks to enable applications such as traffic congestion prediction, mitigation and dissemination. Inter-vehicle communication (IVC) systems can work in completely infrastructurefree manner, without support from a backbone network. IVC systems can be categorized into single-hop and multi-hop IVCs (SIVCs and MIVCs) [2]. Despite the zero infrastructure cost, the performance of SIVC and MIVC systems are limited by the short communication range and routing issues such as delay and incorrect routing. To overcome these limitations and enable information sharing with all users in the network, vehicles can connect to a roadside infrastructure [3]. In a roadside-to-vehicle communication (RVC) system, all communications are between on-board units (OBUs) and roadside units (RSUs), leading to quick and reliable transmissions within the network [4]. However, the number of RSU required could be relatively high, which requires higher cost associated with their deployment and maintenance. Therefore, in communication systems that involve roadside infrastructure, it is highly desirable to ensure reliable coverage in a cost efficient manner. Hybrid vehicular communication (HVC) systems offer a trade-off between IVC and RVC, extending the range of RVC by using vehicles as mobile routers [2].
چیکده
1-مقدمه
2- کارهای مرتبط
3- مدل سازی سیستم
الف- مجموعه های مورد استفاده در مدل
ب- پارامترهای مورد استفاده در مدل
ج- متغیرهای تصمیم گیری به کار رفته در مدل
4- ارزیابی تجربی
الف) توانایی RSU در پوشش دهی
ب) تحلیل پارامترهای کلیدی
ج) مقیاس پذیری الگوریتم بهینه سازی
Abstract
I. INTRODUCTION
II. RELATED WORK
III. SYSTEM MODELING
A. Sets used in the model
B. Parameters used in the model
C. Decision variables used in the model
D. The optimization framework
IV. EXPERIMENTAL EVALUATION
A. RSU coverage capability
B. Key parameters analysis
C. Scalability of the optimization algorithm
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه