[發明專利]車聯網頻譜協作仿真系統

在審

• 申請號: 201910509465.2
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110290495A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 吳啟暉;金珊珊;董超
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W24/06;H04W84/18;H04L29/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹蕓

本發明提供了一種車聯網頻譜協作仿真系統,屬于車聯網仿真領域。該車聯網頻譜協作仿真系統包括交通仿真模塊，車聯網動態分組模塊，網絡仿真模塊,車聯網頻譜協作模塊以及實時顯示模塊。本發明使得車聯網仿真系統能夠同時兼顧車聯網場景的真實性和根據頻譜態勢進行動態換頻的功能。該仿真系統無論是在車聯網的場景上，還是在換頻效果上，都具有非常直觀的、可靠的展示效果。

技術領域

本發明涉及一種車聯網頻譜協作仿真系統,屬于車聯網仿真領域。

背景技術

車輛自組織網絡簡稱車聯網（Vehicular Ad Hoc Networks，VANETs），是移動自組織網絡的一種特殊形式，對于提升道路交通的信息化，減少交通事故，提高交通安全，均具有十分重要的意義，近年來已成為智能交通領域的研究熱點。在車聯網中，車輛可以通過車載單元（On-Board Unit，OBU）實現與其通信范圍內車輛的V2V（Vehicular to Vehicular）通信，同時，車輛也可以通過道路兩側的路邊單元（Road Side Unit，RSU）與其通信范圍內的車輛實現V2R（Vehicular to RSU）通信。在未來，車輛還可以與路邊行人以及路燈等路邊交通設施進行通信，進一步為自動駕駛等應用提供有力的支持。

由于車輛具有高度的移動性，無線頻譜資源就成為車聯網的重要資源。1999年，美國聯邦通信委員會（Federal Communications Commission，FCC）為智能交通系統（Intelligent Transport System，ITS）分配了5850MHz-5925MHz總共75MHz的帶寬，用于IEEE 802.11p技術標準，其中，5850MHz-5855MHz的5MHz是預留的保護頻段，余下的從5855MHz-5925MHz頻段共劃分了7個信道，每個信道的帶寬為10MHz。同時，FCC對每個信道的業務進行了定義，包括1個控制信道（CCH：Control CHannel）和6個服務信道（SCH：ServiceCHannel）。可以看出，FCC固定了這些信道的使用方式，具體來說，控制信道用于傳輸安全控制類消息，而服務信道則用于傳輸用戶的業務信息。

隨著包括自動駕駛、道路安全通告以及車內娛樂等車聯網業務的發展與普及，固定分配的頻譜使用模式已經無法滿足需求。首先，車聯網的拓撲是不停變化的，每一時刻都可能會有車輛加入或離開網絡，網絡拓撲隨時間和位置的動態變化導致了頻譜資源需求的動態性；其次，不同地域中的車輛密度不同，比如，城區的車輛密度會遠遠大于郊區，對任何地域都采用固定的頻譜分配方式就顯得靈活性不足；第三，車聯網的網絡環境十分復雜且在動態變化，物聯網的興起導致用頻設備增多，這加劇了無線頻譜環境的復雜性與動態性，車聯網也不能幸免。因此，無論從車聯網的動態用頻需求還是車聯網頻譜資源本身的動態性來說，固定分配的頻譜使用模式都會加劇車聯網頻譜資源的緊缺問題，頻譜資源的動態靈活運用就成為了車聯網發展的關鍵問題。

利用仿真來研究車聯網可以不受測試成本和地點等因素的影響，并且還可以快速獲得比較可靠的結果。近些年，有些研究是為了使車聯網的場景更加符合實際而在交通仿真上所做研究，有些是在車聯網網絡仿真上進行了有益的探索，但都無法同時滿足車聯網真實性和車聯網頻譜資源的特征，比如，車輛有限的通信距離導致的頻譜可重用性等。因此，如何使得車聯網場景真實并且可以進行頻譜級別的改造成為車聯網仿真亟待解決的問題。

發明內容

針對現有仿真系統的缺陷或問題，本發明提出了一種車聯網頻譜協作仿真系統，用于針對車聯網仿真系統能夠同時兼顧車聯網場景的真實性和根據頻譜態勢進行動態換頻的功能需求。

本發明為解決其技術問題采用如下技術方案：

一種車聯網頻譜協作仿真系統，包括交通仿真模塊、車聯網動態分組模塊、網絡仿真模塊、車聯網頻譜協作模塊和實時顯示模塊，其中交通仿真模塊、車聯網動態分組模塊、車聯網頻譜協作模塊和網絡仿真模塊順序連接，網絡仿真模塊分別與交通仿真模塊和實時顯示模塊連接；