V2X设备在不同交通环境下的通信效果测试
2016-01-27 17:09:52   来源：   作者:    评论：0

　　车与车（V2V）、车与基础设施（V2I）之间的通信效果高度依赖周遭环境，周围很多物体可以减弱或增强无线传输的影响。为了能够更好的了解带来这种变化的原因，以及这种变化的实际情况，格拉茨（Graz）大学的研究人员通过一系列设施对V2V通信效果进行分析，得出现实生活中的合理通信距离。

　　研究项目由GereldMarkovic带领，对不同区域、场景下的V2V测试进行分析，通过车间距离、障碍物的变化研究原始数据的变化。为了考虑到导致变化的可能原因，测试的不同范围、可靠性都已在GoogleEarth上展示。研究人员对V2V在在十字路口的表现进行了详细研究，因为车间通信的表现极受十字路口的几何地形影响。

　　接下来，研究人员将几何地形同随机地形相结合研究无线通信（符合现实生活中地形任意变化）。研究结果被进一步分为城市交通路口，城郊交通路口。为了符合真实环境机动车道、乡村道路、城郊道路中车间通信信号会减弱，除了几何地形、随机模式，研究人员还设计了普通模式。

　　欧洲的V2V与V2I通信标准是ETSIG5，该标准建立在801.11p上。

　　格拉茨项目研究的是美国5.9GHz频段下V2V通信的物理行为，针对不同的研究任务（2个都安全、2个都不安全，一个受控）5.9GHz频段被分为5个10兆的波道。为了统一传输过程，传输功率被设定25dB,接收机的灵敏度定位-95dB，信息传输采用的是自组织网络。这也是V2V最可能遇到的场景，自组织网络不需要永久固定基础设施，如此涉及高度本地化的网络下载或位置隐私的可能性很小。

　　合作意识

　　测试主要集中在对于合作意识信息（CAM）的研究，如救护车、碰撞、十字路口碰撞、摩托车靠近、车辆行驶缓慢、限速等信息的传输。

　　每一个相关项都定期传输一条信息包括基本信息如：描述性的信息（基础设施、货车、小汽车……）以及GPS测量做标。CAM信息为安装有V2X设施道路上的其他用户提供了大量的安全相关信息，且这些信息在1秒内至少可以传至10人。

　　为了测试传输范围与可靠性，Markovic以及同事在选择了各种测试场景，包括：机动车道、乡村、城郊、城市分别设置了车队、半静态、反向流动三种场景。每一辆车都安装有V2V设备，从CohdaWireless配置到欧洲标准，每一次信息的传输与接收，都会向测试单元发出通知。

　　表一呈现了车辆在机动车道上、乡村小路上、城郊范围的测试结果。表一展示了从视角最佳的场景到车辆间出现越来越多的固体、物件，一个完整数据的最大传输距离逐渐缩进的过程。

　　为了测试十字路口通信的可靠性及变化状况，测试者将一辆检测车辆停靠在离十字路口一段距离的墙侧，另一辆车从设置有墙的路段沿着交叉路朝路口开去，当车辆开到某一点能够实现车车间最佳通信时，移动车辆离十字路口中心的距离将被记录下来。从表二中我们可以看出在城郊与城市路段，测试结果的巨大差别。
 

　　在城郊十字路口，受各种各样的建筑与植物影响数据波动很大，Markovic称通过对交叉路口的分析发现高大植物像：树篱、灌木会严重减弱无线信号传输，而无线传输是车联网的基础。受反射物体影响--例如十字路口的另一辆车--可能在读取某一数据时会产生影响，而读取另一数据时却不会产生影响。

　　城市获得的测量数据变化更大，在某个测试中，只有当两测试车辆相距少于40米才能实现全面实现通信，信号的减弱程度还受两车之间物体的数量、大小、位置影响。

　　为了预测地理环境及周遭环境对信号减弱的影响，测试人员尝试了现有各种无线传输模式，每种传输模式都能应用于某些场景，但没有一种可应用于所有场景。因此研究人员创造了一种大众传输模式，这种传输方式考虑了道路类型，及在该道路上造成的近似信号减弱度，通过谷歌地图评估环境物体状态及数量。

　　然而，通过对比记录下来的距离，累积测量结果发现每一赫兹周期信息传输都存在错误。测量距离小于5米到大于200米。（错误率从0.6%到大于24%）。

　　最大相对误差与最低相对误差都来自机动车道的记录数据（大众模式计算距离相较测量值）。位于机动车道斜坡时，相对误差最大，尽管机动车道的平均误差是最低的，稍高于9%。

　　农村环境平均误差稍高于11%(建筑物造成了最大信号变动），城郊区域的平均误差最大超过16%。为了改善城郊无线传输效果，需要更多的输入参数以及针对城郊区域的传输模式，尽管这也许与创造一个适应于各环境的传输模式相悖。很多误差都是负数，这说明计算距离小于测量距离。

　　此外我们还必须计算出两车移动对信号传输造成的影响，因为在每天真实的交通环境中，车辆是运动的。因为信号发出车辆与信号接收车辆的相对速率可能会造成更大的测量误差。

　　我们仍需要更多的调查研究，像信息前后不一致会给司机造成困惑，前面的道路或十字路口是否已经顺畅，或者是存在问题，但信号却被封锁了。对司机说是否接受使用V2X，最重要是看是否可靠，任何的信息不符都可能影响道路安全。