车辆通信网络中超可靠低延迟传输机制研究

Vehicular communication network is an important ingredient of the intelligent transportation system (ITS) and smart city, which plays a fundamental role in road safety, traffic efficiency, and passenger infotainment services. In order to satisfy the requirements of different types of services in vehicular communication networks, the key challenges are how to provide the ultra-reliable, low-latency, and large-capacity information exchange services for vehicle-to-everything (V2X) communications. Therefore, the following key scientific issues are investigated: 1) inherent influence nature of higher frequency bands and high mobility on channel variations and beam performance in vehicular communication networks; 2) mobile edge computing layer functionalities, and computing resource management in vehicular communication networks; 3) reliable transmission scheme, and cooperative combination strategy of different multiple-antenna techniques in vehicular communication networks. The requirements of different types of services will be satisfied when the above issues are addressed. Further, it is expected that, the smart and unified data transmission platform will be established in this project. And this project will benefit to the breakthrough in research and applications of ITS and smart city.

车辆通信网络作为智能交通和智慧城市的重要组成部分，在保障车辆驾驶和行人安全、提升城市道路交通运行效率、提供乘客车载信息娱乐服务等方面起着越来越重要的作用。为了满足上述不同服务的差异化需求，车辆通信网络面临的主要挑战是如何为车辆与万物（V2X）间的信息交互服务提供超可靠、低延迟和大容量的数据传输速率。针对该挑战，本课题主要研究如下关键科学问题：1）高频频段和高移动性对车辆无线信道和波束性能内在影响机理；2）车辆通信网络移动边缘计算功能划分，以及层间管理、协调和负载均衡策略；3）车辆通信网络多天线可靠传输方案优化选择，以及多种传输技术的组合协作。从而达到V2X间超可靠、低延迟和大容量的信息交互传输目标，满足通信、交通不同服务的差异化需求。为将车辆通信网络打造成数字化、智能化的统一数据传输平台提供理论研究和技术基础，并为智能交通和智慧城市等领域研究应用的技术突破做出贡献。

本项目深入研究车辆通信网络中超可靠低延迟传输机制，通过对车辆通信网络无线信道分析、车辆通信网络边缘计算机制、车辆通信网络可靠传输保障等多个方面的深入研究，项目组在以下方面取得了重要成果：（1）考虑网络节点的距离、时延等物理属性和社交关系等社交属性影响，将多层异构网络构建成一层有向图，建立考虑物理域和社交域的无线信道模型，用于车辆网络系统方案设计和性能评估优化。（2）系统分析了网络中的延迟、可靠性等性能需求，建立考虑云-边-端多层计算能力的多平台框架。进一步使用强化学习方法，对通信、计算等资源进行联合分配，提升网络优化性能，降低网络运行成本。（3）综合考虑网络无线资源的有限性、差异性和时空特性，建立适用于车联网的切片协调智能体框架，提出基于流量预测的切片资源分配机制，提升网络无线资源利用率，改善切片负载变化容忍度。在项目执行期间，项目组共发表期刊论文9篇，其中IEEE Internet of Things Journal、EEE Transactions on Vehicular Technology等SCI期刊6篇，《电子与信息学报》、《西安电子科技大学学报》等EI期刊3篇。共发表Globecom、VTC等EI检索国际学术会议论文6篇。圆满完成了项目任务指标。