用于未來智能交通V2X通信控制的MAC層算的毫米波系統(tǒng)

（MmWave System for Future ITS A MAC-layer Approach for V2X Beam Steering）

大量研究表明，毫米波（mmWave）系統(tǒng)有可能在未來的智能交通系統(tǒng)（ITS）中實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)千兆位的通信。但不幸的是，由于車輛的移動(dòng)性，該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中需要天線波束頻繁的排列，這就顯著增加了帶內(nèi)波束成形（BF）的成本。本文提出了一種基于敏捷運(yùn)動(dòng)光束對準(zhǔn)（SAMBA）的用于車輛運(yùn)動(dòng)智能預(yù)測的MAC層算法?；贒SRC專用短程通信技術(shù)，該算法利用所有車輛信標(biāo)廣播的信息，通過估計(jì)車輛的位置并預(yù)測其運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)免費(fèi)的帶內(nèi)波束成形。而且，該算法還可以根據(jù)估計(jì)位置調(diào)整波束寬度從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。本文通過調(diào)查顯示，SAMBA的性能優(yōu)于IEEE 802.11ad BF策略，尤其對于稀疏的車輛密度而言，不僅其數(shù)據(jù)速率提高了兩倍以上，而且與車輛數(shù)量成比例的網(wǎng)絡(luò)吞吐量也隨之提高。此外，在高度動(dòng)態(tài)的車輛環(huán)境下，與傳統(tǒng)的BF算法相比，SAMBA算法效率更高，因此將會(huì)是未來ITS服務(wù)的可行解決方案。

本文所提出的策略能夠?qū)崿F(xiàn)免費(fèi)的帶內(nèi)波束成形。通過利用DSRC鏈路上廣播的反饋信息，引入了一種能夠估計(jì)車輛位置并預(yù)測其運(yùn)動(dòng)的敏捷運(yùn)動(dòng)預(yù)測模型。本文還評估了每輛車的平均數(shù)據(jù)速率以及網(wǎng)絡(luò)吞吐量。結(jié)果表明，SAMBA可以避免波束偏移問題并最大限度地減少BF成本。另外，本文還提出了一種能夠補(bǔ)償車輛運(yùn)動(dòng)和波束形狀的智能波束自適應(yīng)算法，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的性能。