智能汽車通信的零干擾網絡研究

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智能汽車通信的零干擾網絡研究

智能汽車自主通信依賴于分散控制、狀態估計和傳感器感知技術。這些技術的實現需采用無線網絡通信。然而常規的無線通信網絡設計并未考慮車輛自主通信，因而存在互相干擾的現象。這種干擾會對車輛自主通信造成限制。最常用的網絡（如WiFi無線網絡）就屬于這一類。為了克服這種限制，本文引入一個新型通信系統，稱為零干擾網絡。零干擾網絡可以自主調整其拓撲結構和頻道分配，因此包括邊緣在內的所有網絡都可以通過全無線帶寬進行通信。另外，零干擾網絡還具備以下3個優點：①可擴展，即可隨著車輛數目進行擴展；②高通量；③低延時；④通過無線廣播鏈接模擬無線網絡，從而有效適應智能汽車的各種不同應用。在零干擾網絡中，所有的通信線路都是相互獨立、互相隔絕的。當網絡中的節點和邊界增加時，零干擾網絡中每個節點的吞吐量可以保持不變，而傳統無線網絡的每個節點吞吐量會降低。由于具備該性質，所以無線網絡中采用的算法可以直接應用于零干擾網絡。

為了驗證所提出的零干擾網絡，進行了一系列相關試驗。試驗時，將零干擾網絡嵌入4輛小型自主通信汽車中，并設置一系列道路障礙。試驗過程中，4輛自主通信汽車分別搜索周圍環境并不斷與其它車輛分享其狀態和行駛軌跡，通過這種不斷交互過程，最大限度進行避障。試驗結果表明，零干擾網絡中的多個通道可以同時通信，并且每個通道都可單獨作為一個無線網絡進行通信。該性能使車輛在自主通信過程中各個信號互不干擾，克服了由于干擾引起的通信限制。今后將主要研究零干擾網絡通信協議與目前通信網絡協議的兼容問題。

Kuo V.et al. Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2013 IEEE 23- 26 June 2013.

編譯：賀蓉