Connectivity and reliability modeling in next generation vehicular networks

Araçlar arasında ve araçlar ile yol kenarı baz istasyonları arasında online ve güvenilir haberleşmeye imkan sağlayan araçlar arası haberleşme ağının gelişmesi neticesinde, ABD Federal Haberleşme Komisyonu tarafından 5.9 GHz frekans bandında 75 MHz'lik spektrum aralığı kısa mesafeli araç iletişimi için tahsis edilmiştir. Bununla birlikte tahsis edilen kanalların, özellikle kentsel bölgelerde artan trafik yoğunluğu ve çok sayıda araç uygulamasının geliştirilmesi neticesinde yeterli olmadığı gözlemlenmiştir. Bu da araçlar arası haberleşmede spektrum yetmezliği problemine neden olmaktadır. Bahse konu problemin etkilerini azaltmak maksadıyla, dinamik spektrum erişimi, artan bant genişliği ihtiyacını karşılamak için araçlar arası haberleşmede potansiyel bir çözüm olmaktadır. Bu maksatla, dinamik spektrum erişimine dayalı araçlar arası haberleşme ağlarında araçlar ile yol kenarı baz istasyonları arasında sürekli ve sağlam bir bağlantının kurulabilmesi maksadıyla kuyruk teorisine dayalı bir model önerilmektedir. Mevcut kanalların araçlar arasında etkin bir şekilde kullanımına imkan sağlamak ve minimum sayıda kanal değişimi ile bağlantı kurulması hedeflenmektedir. Önerilen model, araçların hareketliliğinden kaynaklanan dinamik davranışları modelleyerek etkin bir kanal erişimine kuyruk teoreminden yararlanarak imkan sağlamaktadır. Bu çalışmanın yanı sıra, IEEE 802.11p protokolüne dayalı araçlar arası yayın haberleşmesinin mevcut özellikleri ile, gizli terminal problemi, eş zamanlı haberleşmeden kaynaklanan çatışmalar ve kanal sönümlemesi problemlerine çözüm bulamamasından dolayı ortaya çıkan araç uygulamalarındaki güvenilirlik gereksinimlerini iyileştirmeye yönelik bir model önerilmiştir. Yol kenarı baz istasyonlarına uygulanacak yeni bir güç ayarlama modeli geliştirilerek araçlar arası haberleşmenin güvenilirliğini artırmak amaçlanmıştır. Bu model, 2 boyutlu hareketli haberleşme ağlarındaki potansiyel gizli terminalleri belirlemek ve semi-variogram analizinden yararlanarak Kriging uzaysal ara değer kestirim yöntemi ile gizli terminallerin güvenilir ve etkin sinyal çıkış gücünü tespit etmek için kullanılmıştır. Kriging; elde edilen verilerden, bilinmeyen değerlerin optimum uzaysal tahminini bulmayı amaçlayan bir yöntemdir. Bu maksatla, Kriging ara değer kestirim yöntemi ile elde edilen optimum sinyal çıkış gücüyle gizli terminal problemi önlenebilmekte ve gizli terminallerin kapsama alanı hesaplanabilmektedir.