2021-09-16
近年来,智慧城市建设促进了车载自组网的研究。它已成功用于智能交通系统和娱乐用途,以实现智慧城市管理。然而,间歇性连接、高路由开销、不灵活的通信基础设施、不可扩展的网络和高数据包冲突是阻碍车载自组网广泛应用的关键挑战。当部署在城市地区时,这些挑战的严重性变得更加严重。为了克服这些障碍,将微型无人机与车载基站集成提供了一种可行的解决方案。
无人机辅助车载自组网通信架构,其中无人机飞越部署区域并为底层覆盖区域提供通信服务。无人机辅助车载自组网具有视距通信、负载均衡、灵活部署、成本效益高等优点。
智能交通系统(ITS)被认为是智慧城市的主要组成部分之一。没有高效可靠的智能交通系统,就不会有智慧城市。这种必要性使 ITS 成为智慧城市概念的关键组成部分。无线通信技术发展为将车载自组网用于 ITS 铺平了道路。
间歇性连接、高路由开销、频繁切换、通信基础设施的不灵活以及不可扩展的网络剥夺了延迟关键和带宽不足的应用程序来实现其目标。现有的车载自组网解决方案无法为这些应用程序提供合适的平台以提供其服务。例如,ITS 应用程序需要以有限的时间延迟保证紧急消息的传递。如果消息没有在给定的时间范围内传递,则可能会发生事故(甚至是连锁碰撞)。同样,需要高吞吐量来支持娱乐应用程序以获得更好的用户体验。
因此,车载自组网非常需要具有通信架构,以便它必须满足应用程序的延迟和面向带宽的需求。同时,它还必须补偿路由开销、间歇性连接和能耗问题。
为了解决上述问题,可以利用无人机(UAV)与车载自组网进行协作。与传统的车载自组网通信相比,支持无人机的通信受阴影和衰落等信道损伤的影响要小得多,并且由于与地面用户建立视距链路的可能性更高,因此通常拥有更可靠的空对地信道。此外,在基础设施难以安装和维护以提供理想网络覆盖的地区,无人机可以作为一种可行的选择,因为它们可以区域收集信息并将信息传输到地面车载自组网。当直接多跳通信不可用时,它们还可以充当地面网络的中继。
无人机辅助车载自组网成为构建智慧城市的重要部分。无人机技术的发展使得广泛部署成为可能,出于无线通信的目的。它们以合理的高度飞行在提供通信服务的区域上空。除了配备气压计、高度计、GPS等用于定位和调整无人机位置的传感器外,它们还配备了OBU,使它们能够与无人机辅助车载自组网架构的其他节点进行通信。如果部署和操作得当,无人机可以为各种现实世界场景提供具有成本效益和可靠的无线通信解决方案。