19617

16951

كارشناسي ارشد

مخابرات سيستم

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1403

ده، 57ص. : مصور، جدول، نمودار

1403/06/07

كتابنامه

مهندسي برق

مهندسي برق و كامپيوتر

1403/06/10

23053888

با افزايش تعداد وسايل نقليه، ايمني جاده‌ها اهميت بيشتري پيدا كرده است. ارتباطات V2V به عنوان يكي از كليدي‌ترين تكنولوژي‌ها براي افزايش ايمني جاده، توجه زيادي را از صنعت و دانشگاه‌ها به خود جلب كرده است. در مقايسه با ارتباط V2V بين خودروهاي محيط بزرگراه، چنين ارتباطاتي در محيط‌هاي تقاطع شهري چالش‌هاي متفاوتي دارد. در چنين محيطي به علت وجود موانعي مانند ساختمان‌ها نه تنها امكان قطع ارتباط وجود دارد بلكه احتمال رخداد تداخل و ارسال داده همزمان چند خودرو روي يك كانال نيز افزايش مي‌يابد. با توجه به اهميت برقراري موثر ارتباط در اين محيط‌ها، ارائه راه حل براي مديريت اين تداخل به منظور اطمينان از برقراري ارتباط پيوسته و با كيفيت ضروري است. در اين پژوهش ارتباطات V2V در محيط تقاطع به كمك خودرو رله با تمركز بر برقراري عدالت بين فرستنده‌هاي مختلف ارائه و بررسي مي‌شود. به منظور افزايش پوشش فرستنده‌ها كه به علت وجود موانع به خيابان‌هاي مستقيم محدود مي‌شود، خودروهاي نزديك به مركز تقاطع كه پوشش مناسبي دارند پيام ساير فرستنده‌ها را بازپخش مي‌كنند. بسياري از مطالعات موجود از يك رله براي افزايش پوشش فرستنده‌ها استفاده مي‌كنند. با توجه به احتمال بالاي رخداد تداخل در اين محيط، استفاده از تنها يك رله تعادل را بين فرستنده‌هاي مختلف براي استفاده از كانال برقرار نمي‌كند. با جفت كردن هر فرستنده با يك رله مناسب، مي‌توان از افزايش پوشش هر فرستنده اطمينان حاصل كرد. لازم است رله مناسب براي هر فرستنده به نحوي انتخاب شود كه كمترين تداخل را از ساير فرستنده‌ها دريافت كند و همچنين پوشش خوبي داشته باشد. براي عملكرد بهتر رله انتخاب‌شده لازم است توان ارسالي فرستنده‌ها نيز بهينه شود تا تداخل كنترل شود. براي تخصيص رله و توان بهينه براي فرستنده‌ها و همچنين برقراري تعادل بين آن‌ها، يك مسئله بهينه‌سازي با هدف بيشينه‌سازي حداقل نرخ مجموع فرستنده‌ها طراحي مي‌شود. حل مسئله طراحي‌شده NP-hard است و پيچيدگي محاسباتي بالايي دارد. براي حل، اين مسئله به دو زيرمسئله تفكيك مي‌شود. در گام اول زيرمسئله تخصيص رله با استفاده از الگوريتم شبيه‌سازي تبريد حل مي‌شود. در گام دوم زيرمسئله تخصيص توان ابتدا با به كار بستن تقريب محدب پي‌در‌پي به يك زيرمسئله محدب تبديل شده و سپس حل مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه مدل سيستم پيشنهادشده حداقل نرخ مجموع را نسبت به حالت بدون رله و بدون بهينه‌سازي توان تا ٪57 بهبود مي‌دهد و پوشش‌دهي فرستنده‌ها را به ٪90 مي‌رساند.

As vehicles proliferate, road safety becomes increasingly critical. V2V communication as a pivotal enabler of safety services has attracted interest from both industry and academic sectors. Compared with typical road scenarios such as highway areas, communication in intersections is challenging due to severe blockage caused by obstacles. It is necessary to manage the interference generated by multiple simultaneous transmissions, thereby ensuring uninterrupted transmission from all transmitters. This study proposes and examines a relay-assisted V2V communication, focusing on fairness at road intersections. To extend the coverage of transmitting vehicles to orthogonal roads, other vehicles which are located near the center of road intersection and therefore have a good coverage are used to relay the message of these transmitters. Some studies suggest using one single relay vehicle at the center of road intersection. Due to the high probability of interference in this environment, the use of only one relay does not guarantee fairness between different transmitters. By pairing each transmitter with a suitable relay, the coverage of each transmitter can be ensured. In this method it is necessary to choose the suitable relay for each transmitter in such a way that it receives the least interference from other transmitters and also has good coverage. For the better performance of the selected relay, it is necessary to optimize the transmission power of the transmitters to control the interference. Initially, an optimization problem is designed to find the optimal transmission power and relay assignment to maximize the minimum sum rate, serving as a metric for fairness between different transmitters. However, this problem is generally NP-hard, posing substantial computational challenges. Hence, a two-step low-complex approach is proposed to solve the problem by employing successive convex approximation and Taylor expansion techniques. In addition, this paper presents a simulated annealing algorithm for relay selection. The simulation results show that the proposed model provides 90% coverage for each transmitter and improves the minimum sum rate by 57% compared to the case without relay and without power optimization.

فروغ السادات طباطباء

نغمه سادات مويديان , نيلوفر احمدي پور