Cooperative Collision Warning Using Dedicated Short Range Wireless Communications

Cooperative Collision Warning Using Dedicated ShortRange Wireless Communications 指導教授：郭文興老師學生：楊舒智

目錄 • ABSTRACT & INTRODUCTION • DEDICATED SHORT RANGE COMMUNICATIONS (DSRC) • LARGESCALE VANET SIMULATION 3.1 Freeway Mobility Scenarios 3.2 Forward Collision Warning (FCW) 3.3 DSRC Vehicular Network • COMMUNICATIONS PERFORMANCE OF FORWARD COLLISION WARNING 4.1 Performance Metrics 4.2 Simulation Results 4.2.1 High Vehicle Density 4.2.2 Low Vehicle Density

目錄 • DISTANCE TRENDS AND BROADCAST ENHANCEMENTS 5.1 Packet Success Probability Trends with Distance 5.2 Broadcast Enhancements 5.2.1 Application Broadcast Rate Adaptation 5.2.2 Transmission Range Adaptation • CONCLUSIONS

ABSTRACT • Forward Collision Warning (FCW)應用在Dedicated Short Range Wireless Communications (DSRC)上的延遲和成功率。 • 探討距離和可能的途徑對於傳輸訊息性能的影響。

INTRODUCTION • WLAN系統(例如DSRC系統)，被研究來當作車輛之間的通訊平台，以避免事故發生。 • CCW的應用例子： • Forward Collision Warning (FCW) • Lane Change Assistance (LCA) • Electronic Emergency Brake Light (EEBL)

2. DEDICATED SHORT RANGE COMMUNICATIONS (DSRC) • DSRC類似於IEEE 802.11a ，不過還是有一些主要的差別： • Operating Frequency Band • Application Environment • MAC Layer • Physical Layer

3. LARGESCALE VANET SIMULATION 3.1 Freeway Mobility Scenarios Host Vehicle (HV) 代表自己本身的這台車。 Forward Vehicle (FV) HV正前方的那台車。 Adjacent Vehicle (AV) HV和FV左右兩個車道的相鄰車輛。

3. LARGESCALE VANET SIMULATION 3.2 Forward Collision Warning (FCW) • FCW運作的時候，每輛車週期性的播送短訊息給附近傳送範圍內的全部車輛，短訊息裡面包含有關它目前的狀態(例如位置、速度、控制設定等等)。 • 對FCW來說，它關心的車輛是最靠近它的前方車輛。圖1也說明了其他兩個應用模型： • Lane Change Assistance (LCA)：在這個模型中HV只對相鄰車輛Adjacent Vehicle (AV)的訊息感興趣。 • Electronic Emergency Brake Light (EEBL)：在這個模型中HV對前方的前方車輛Next Forward Vehicle (NFV)感興趣。

3. LARGESCALE VANET SIMULATION 3.3 DSRC Vehicular Networks • 這篇paper焦點集中在DSRC的單波段運作(安全方面的應用)。採用BER-SNR ( bit-error rate 和 signal-to-noise )合併測量出的曲線和pathloss來模擬。模擬的時間固定為30秒，290個封包以每秒10個封包的速度在車輛之間傳送。

4. COMMUNICATIONS PERFORMANCEOF FORWARD COLLISION WARNING • 這個部份是把CCW的性能做量化，來判斷的性能的好壞。 • 4.1 Performance Metrics ( 性能的計量方法 ) • 4.2 Simulation Results ( 模擬結果 )

4.1 Performance Metrics • 新的度量方法： • Packet inter-reception time (IRT) at the HV for packets sent by a given transmitter： IRT的定義為HV從特定的發送者(FV, NFV, or AV)連續成功的接收兩個傳送過來的封包所花的時間。 • Cumulative number of packet receptions at the HV from a given transmitter：它定義為HV從發送者(FV, NFV, AV)那邊成功接收的累計封包數量。

4.1 Performance Metrics • 傳統的度量方法： • Packet success probability (PSP) at the HV from a given transmitter：這個度量標準類似於封包的傳送率，它定義為HV從特定發送者那邊成功接收到封包的百分比。 • Per-packet latency at the HV for packets sent by a given transmitter：它定義為發送者產生封包並且HV成功接收封包的期間所花的時間。

4.2 Simulation Results － 4.2.1 High Vehicle Density Figure 2: FCW Performance under High Vehicle Density (a) Cumulative number of packet receptions at Host Vehicle from Forward Vehicle

4.2 Simulation Results － 4.2.1 High Vehicle Density (b) Packet inter-reception time (IRT) at Host Vehicle for packets sent by Forward Vehicle

4.2 Simulation Results － 4.2.1 High Vehicle Density (c) Per-Packet latency at Host Vehicle for packets sent by Forward Vehicle

4.2 Simulation Results － 4.2.2 Low Vehicle Density

5. DISTANCE TRENDS AND BROADCAST ENHANCEMENTS • 這個部份探討關於安全應用和DSRC的性能趨勢。 • 模擬的結果包含了： • 距離對於封包傳送的成功率有什麼影響。 • 與最佳化傳播率相關的利害關係(trade-off)。 • 傳輸範圍改變對性能的影響。

5.1 Packet Success Probability Trends with Distance • Figure 4: Packet Success Probability variation with distance from the receiver (Host Vehicle) under high and low vehicle densities

5.2 Broadcast Enhancements • DSRC傳輸能力的提升可以透過更改OSI其他層裡面一些可以更動的參數來達成。 • 在這個部份中，我們用兩個其他的參數來探討它的利弊，分別是封包傳輸率(應用層參數)和傳輸範圍(無線電波參數)。

5.2.1 Application Broadcast Rate Adaptation

5.2.2 Transmission Range Adaptation

6. CONCLUSIONS • 這篇paper裡面，對於DSRC來做合作碰撞警告的性能評估做了研究。 • 在兩種不同的密度之下，FCW的性能有不同的結果。 • 探討可能提升傳播的技術，就是指傳輸率和適應傳送範圍。 • 這個研究可以延伸到調查基於測量的無線波段模型的影響，也可以延伸到發展分散式的傳播，以取得最佳的傳播比率和輸送範圍的提升技術。

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