面向自动驾驶的车联网高效通信机制研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61772385
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0208.物联网及其他新型网络
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Automated driving has become one of the most popular research areas. The "listening" technology based on wireless communication and positioning, and the "observing" technology based on video recognition are the premise and the key of automated driving. Automated driving should sense traffic conditions and interact with surroundings real time, which needs very low-latency and very high reliable communication mechanisms. Due to the long delay of access and transmission, traditional communication solutions in vehicular ad hoc networks (VANETs) cannot satisfy the needs of automated driving. The proposed project aims to research three basic communication problems of automated driving: 1) Real-time access and data transmission for large-scale vehicular network. 2) Reliable real-time broadcast for emergency message. 3) Low-latency delivery for bulk data. .The expected research results are as follows. 1) A new communication scheme integrating OFDMA and TDMA to support real-time access and transmission in large-scale vehicular network will be proposed. 2) A new mechanism based on adaptive forwarding and indirect acknowledgement to support reliable real-time broadcast of emergency safety messages will be presented. 3) A novel solution based on streamed transmission to support low delay transmission of bulk data will be developed. The proposed schemes can achieve millisecond-level access, reliable real-time broadcast, and low delivery delay, and can be used as alternative communication schemes for automated driving. Particularly, this research will present a universal method for the low-latency broadcast communication, and provide reference and result for the related research.
自动驾驶汽车已经成为最热门的研究领域之一。基于“听”即无线通信与定位的技术和基于“看”即视频识别的技术是实现自动驾驶的前提和核心。自动驾驶汽车需要实时感知行车环境信息并与环境进行实时交互,需要低延迟、高可靠通信技术作支撑。传统的车联网通信方案因接入和传输延迟大,不能满足自动驾驶需求。本项目针对自动驾驶的基本通信问题开展研究,内容包括大规模车辆实时接入与信息发送、紧急信息实时可靠广播、长数据低延迟投递三个方面。预期研究结果包括:提出融合OFDMA和TDMA、支持大规模终端实时接入与传输的新机制;提出基于自适应转发和隐式应答、支持驾驶安全类紧急短信息实时可靠广播的新方法;提出基于流式传输、支持长数据低延迟投递的新方案。这些机制具有毫秒级接入、实时可靠广播、低延迟投递的性能,可作为自动驾驶车辆的可选通信方案。尤其是为网络中的低延迟广播通信提供一种普适性方法,为相关研究提供可借鉴的方法和结果。

结项摘要

针对自动驾驶场景中大规模车辆实时接入与信息发送、紧急信息实时可靠广播和长数据低延迟传输三个重要通信问题,研究车联网中无线信道高效共享机制、低时延可靠广播方法和长数据低时延传输机制并取得了以下成果:(1)为解决大规模车辆的实时接入问题,设计了一种基于随机访问和无冲突时隙分配的联合信道接入方法。采用改进的不规则等待时隙方式竞争信道,实现信道的公平和无碰撞分配;提出了一种基于重用距离的新型信道分配算法,利用信道干扰与距离间的关系,划分基站通信区域,然后采用本地搜索算法寻找车辆和蜂窝用户最优组合关系。该方法有效地提高异构车联网中的网络吞吐量。(2)为保证紧急信息实时可靠传播,提出了一种基于竞争和有限状态机的城市VANET的多跳广播方法。接收节点根据与上一跳节点之间的距离、通信质量等特征计算出自身的等待时间,然后利用隐式确认和超时重传机制确保广播的可靠性。提出了一种基于异或编码数据广播方法,RSU采用异或编码方式对不同用户请求数据编码并返回,用户利用缓存数据进行异或解码,有效提高了数据分发效率。(3)为解决长数据低时延传输问题,提出一种时延感知的分布式路由策略。该方案采用协作传输满足端到端延迟约束并最大化网络效用;提出了一种面向高完整性的文件传输方法。该方法通过传输能力评估、车辆分簇和协作文件传输等步骤来改善文件传输效率;提出了一种车联网中网络效益最大化的数据传输调度方法。在数据传输调度时综合考虑数据的优先级,链路质量,链路连接时间和网络公平性等因素,实现数据传输的最优调度;提出一种基于复制的分布式数据分发方法来提高数据传输性能。采用确定性复制方法和分布式随机复制方法提高数据分发效率。项目所提出的方法和共性技术可为自动驾驶技术中的通信问题提供技术支撑,为车联网中低延迟广播通信提供可行性方案,有助于车联网中网络系统高效部署和实施,对于构建高效的智能交通系统具重要的现实意义。

项目成果

期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(7)
EDDA: An Efficient Distributed Data Replication Algorithm in VANETs.
EDDA:VANET 中高效的分布式数据复制算法
  • DOI:
    10.3390/s18020547
  • 发表时间:
    2018-02-10
  • 期刊:
    Sensors (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhu J;Huang C;Fan X;Guo S;Fu B
  • 通讯作者:
    Fu B
R-DRA: a replication-based distributed randomized algorithm for data dissemination in connected vehicular networks
R-DRA:一种基于复制的分布式随机算法,用于互联车辆网络中的数据传播
  • DOI:
    10.1007/s11276-018-01895-3
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Wireless Networks
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Xiying Fan;Chuanhe Huang;Junyu Zhu;Bin Fu
  • 通讯作者:
    Bin Fu
城市环境车联网中基于近似算法的RSU部署方案
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    通信学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱钧宇;黄传河;范茜莹;覃匡宇;付斌
  • 通讯作者:
    付斌
Energy-efficient and Delay-aware Distributed Routing with Cooperative Transmission for Internet of Things
物联网协作传输的节能且延迟感知的分布式路由
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Parallel and Distributed Computing
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Shaojie Wen;Chuanhe Huang;Xi Chen;Jianhua Ma;Naixue Xiong;Zongpeng Li
  • 通讯作者:
    Zongpeng Li
Joint Time and Power Allocation for 5G NR Unlicensed Systems
5G NR 非授权系统的联合时间和功率分配
  • DOI:
    10.1109/twc.2021.3072553
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Wireless Communications
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Haizhou Bao;Yiming Huo;Xiaodai Dong;Chuanhe Huang
  • 通讯作者:
    Chuanhe Huang
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  • 发表时间:
    2015
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    --
  • 作者:
    何凯;黄传河;王小毛;王晶;史姣丽
  • 通讯作者:
    史姣丽
基于软件定义资源的实时控制CPS数据传输机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    计算机工程与科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋俊;黄传河;华超;胡海桥;彭晖
  • 通讯作者:
    彭晖
模拟人群信任和决策机制的协作频谱感知方法
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
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    通信学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王小毛;黄传河;吕怡龙;王斌;范茜莹;周浩
  • 通讯作者:
    周浩
软件定义网络中交换机处理时延的仿真
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    计算机应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕怡龙;黄传河;贾永宏;张海
  • 通讯作者:
    张海
异构云计算体系结构及其多资源联合公平分配策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    计算机研究与发展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王金海;黄传河;王晶;何凯;史姣丽;陈希
  • 通讯作者:
    陈希
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  • 批准号:
    61373040
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    77.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目