travesti
travesti
travesti
2020-07-15
稀疏無線車輛任意網路中網路斷開之修復方式及時間
圖
圖
圖一

【本報導由電機工程學系 黃政吉教授研究團隊提供】

無線車輛任意網路(vehicular ad hoc network, VANET),即車輛與車輛之間透過無線通訊裝置構成的通訊網路。其目的在於透過車輛與車輛之間彼此的訊息交換(vehicle-to-vehicle communication, V2V),使得相關的網際網路應用得以發展,如通知後方車輛緊急煞車以加強行車安全(road safety),或即時路況導航以提升行車舒適(driving comfort)。本研究主要針對稀疏的無線車輛任意網路(sparse VANETs),在訊息的傳遞(message delivery)遭遇網路斷開(network disconnection)時,如何透過對向的車輛進行修復(restoration),並討論網路斷開修復時間(rehealing delay)。

本研究討論連續兩個網路斷開之修復的相關性,利用嵌入式馬可夫鏈(embedded Markov chain, EMC)建立數學模型,並計算穩態下的修復時間機率分布。其數值結果發現,本研究提出的研究方法可提供更準確的修復時間,且可以更精準地計算訊息傳遞的延遲時間。

本研究主要探討無線車輛任意網路(vehicular ad hoc network, VANET),也就是車輛與車輛之間透過無線通訊裝置構成的通訊網路。無線車輛任意網路的目的在於透過車輛與車輛之間彼此的訊息交換(vehicle-to-vehicle communication, V2V),使得相關的網際網路應用得以發展,如通知後方車輛緊急煞車以加強行車安全(road safety),或即時路況導航以提升行車舒適(driving comfort)。

本研究針對稀疏的無線車輛任意網路(sparse VANETs),也就是離峰時段車輛間距較大,容易發生網路斷開,且車速較高的情況下,若訊息的傳遞(message delivery)遭遇網路斷開(network disconnection),如何透過對向的車輛進行修復(restoration),並討論其修復所需的時間,也就是網路斷開修復時間(rehealing delay)。在修復期間,由於車輛間的訊息轉傳所需的時間遠小於車輛行進的時間,前者因此可被忽略。

舉例來說,如圖一(Fig. 1)所示,假設為東西向(east-west, E-W)的高速公路,若東向的(eastbound)車輛(圖中橫軸下方指向右邊的三角形)進行逆流的(upstream)訊息傳遞時(換言之,訊息的傳遞方向為西向,或圖一的左方)發生網路斷開,對向車道上的車輛分佈情形可能有三種,分別如圖一之(a)、(b)、(c)所示。其中,圖一(a)代表西向車輛所構成的群集(cluster),可直接把東向的網路斷開連接起來;圖一(b)與(c)則代表西向群集的車輛必須移動一段距離,才可以完成訊息的轉傳。

圖一(a)的訊息轉傳過程詳述如後:首先,東向的sj會透過車輛與車輛的無線通訊,將訊息轉傳給某一個西向車輛,然後該西向車輛再透過西向群集內車輛間的無線通訊,轉傳至西向車道上的前方車輛,使得訊息可以最終轉傳給東向的dj,而完成東向網路斷開的修復。類似地,圖一(b)與(c)的轉傳過程中,東向的 sj會透過車輛間無線通訊,將訊息轉傳給西向群集的領先車輛β(j,0),然後該西向車輛行走一段距離後,再把訊息轉傳給東向的dj,以完成東向網路斷開的修復。這樣的方式亦適用於修復西向的網路斷開。

上述的修復時間,可透過機率理論進行分析與計算。過去,已經有許多的論文提出如何計算修復時間的平均值(mean value)或機率分布(probability distribution)。然而,相關文獻的討論,都假設各個網路斷開的修復為獨立的(independent),以簡化分析。本研究針對這個缺失,討論連續兩個網路斷開之修復的相關性(correlation);換言之,本研究討論第j個網路斷開(αj)之修復如何影響第(j+1)個網路斷開(α(j+1))的修復。然後,利用嵌入式馬可夫鏈(embedded Markov chain, EMC)建立其數學模型,並計算穩態下的修復時間機率分布。計算出的數值結果可發現,本研究提出的研究方法可提供更準確的修復時間,使得我們可以更精準地計算訊息傳遞的延遲時間。

原文出處:研究發展處研究亮點網

原始連結:http://rh.acad.ntnu.edu.tw/tw/article/content/29

黃政吉 副教授 | 電機工程學系黃政吉博士畢業於國立灣大學電機工程研究所,2005年起任教於本校,2007年升任副教授,研究領域為無線通訊網路。

上一筆
下一筆
上一筆