如何计算车载网络的延迟?

网络工程 潜伏 v2v 车载
2022-02-04 05:25:28

我需要计算车载网络 V2V 和 V2I 的延迟,并将其定义如下:

其中 L [Bit] 数据长度和传输速率

其中是车辆与 RSU之间的距离,是车辆速度。imc

这是计算延迟的正确方法吗?

3个回答

这是计算延迟的正确方法吗?

不,我不知道如何支持这样的估计。

蜂窝数据的使用涉及一组计算,而直接到路边则涉及另一组。

真正的延迟计算从传感器开始,数据由算法处理(除非要直接传输),然后通过适当的通道路由。

例如,车辆位置和速度可以有效地发送到路边接收器和附近的蜂窝塔。它不仅会提供冗余,而且在两个端点之间使用信息的方式也不同。

路边接收器可能会利用速度和拥堵数据来设置依赖于当地天气的可变速度限制,而发送到手机信号塔的信息可能会被路由到服务器,这些服务器会计算各种路线的旅行时间。

已经在路上开车的人不需要知道,如果他们一开始就走了一条不同的路,他们可以节省几分钟的旅行时间,而且选择特定路线的人可能并不关心如果特定路线最终快了 10 分钟,则当地条件。

收集什么数据、在传输前如何处理、去往哪里以及目的地是什么都会影响延迟。如果您想要避免碰撞,您希望延迟(和无错误计算)是首要任务,而对于拥塞计算,您需要平均 5 或 10 分钟的间隔。您不希望人们在灯光下停下来导致高估,也不希望挡泥板弯道看起来像道路已关闭,并为过马路计算出巨大的加速。

在论文“数据代理、认知层和应用程序本地化:云连接车辆和下一代物联网的推动者”(2016 年 1 月)第 63 页,密歇根州立大学的作者 Josh Siegal 写道:

“数据新鲜度的评估很复杂,因为通信通常是高功率或高延迟的,并且跃点之间的处理可能很重要——对于 V2V 应用程序,每 1 公里处理多达10 秒,假设有足够的车辆来确保强大的连接性 [94] [ 109] [116]. 功率限制和车辆阻塞的可能性需要自适应通信,以确保足够低的延迟以启用安全应用 [122]。今天的网络,如 802.11P,对于小型系统(约 5 辆车)来说已经足够了,但是需要额外的智能来减少传输延迟[94]。队列填充和类似问题在密集环境中尤其严重,其中时间关键的消息传播是不可能的[32]。

造成这些延迟的不仅是网络——决定收集、处理、过滤和传输哪些数据可能会产生重大影响,旨在提高鲁棒性和安全性的层的添加也会产生重大影响 [2] [109]。”。

在第 67 页:

“无线电技术是联网汽车的重要考虑因素。现代车辆可能具有无线电,从用于电话呼叫的蜂窝连接到用于 V2V 应用的网状网络,再到 WiFi 或蓝牙 [134]。选择用于车辆的无线电技术对应用可行性;每种技术都有不同的范围、延迟、带宽和成本限制,以及不同的市场渗透率。此外,无线电系统对运动、视线障碍和天线设计具有不同的鲁棒性 [135]。切换机制可用于无缝融合跨无线电类型的通信,并且计算开销很小[136]。尽管如此,在车辆中安装无线电模块的成本并非微不足道,因此必须认真对待接入哪些网络的设计决策。”

在第 78 页:

“现代互联汽车应用程序有大量可供使用的输入和输出。这些应用程序的设计必须考虑车辆是否需要来自外部来源的数据,或者这些数据是否可以先验存储。应用程序本地化的决定涉及探索基于计算、存储、带宽需求、实时和免费 (DSRC)、远程实时和昂贵 (3G)、长延迟和免费 (WiFi) 以及未来的最佳分割使用厚/瘦客户端计算、存储和通信成本的趋势。这些决策通常可能导致混合解决方案,例如使用本地数据缓冲区和通过 DSRC 或其他低成本解决方案进行最后一英里分发 [105]。通信的选择方法会对应用程序的性能产生重大影响,就像米勒 2007 年的稀疏模拟情况一样,使用 V2V,10% 的车辆传输速度和位置可以产生与 V2I 相似的结果,而只有 10% 的带宽 [155]。”。

参考:

[2] M. Faezipour、M. Nourani、A. Saeed 和 S. Addepalli,“智能车域网络的进展和挑战”,ACM 通信,卷。55,没有。2,第 90,2012 年 2 月。

[32] SU Eichler,“IEEE 802.11 p WAVE 通信标准的性能评估”,载于车辆技术会议,2007 年。VTC-2007 秋季。2007 年 IEEE 第 66 届。IEEE,2007,第 2199-2203 页。

[94] JA Misener、R. Sengupta 和 H. Krishnan,“合作碰撞警告:利用无线技术实现碰撞避免”,第 12 届世界 ITS 大会,第一卷。3. Citeseer,2005 年。

[105] A. Bazzi、BM Masini 和 G. Pasolini,“V2V 和 v2r 在车载应用中节省蜂窝资源”,无线通信和网络会议 (WCNC),2012 年 IEEE。IEEE,2012,第 3199-3203 页。

[109] F. Kargl、P. Papadimitratos、L. Buttyan、M. Muter、E. Schoch、B. Wiedersheim、TVV Thong、G. Calandriello、A. Held 和 A. Kung,“安全车辆通信系统:实施、性能和研究挑战,”通讯杂志,IEEE,第一卷。46,没有。11,第 110-118 页,2008 年。

[116] J. Santa、AF Gómez-Skarmeta 和 M. Sánchez-Artigas,“基于蜂窝网络的统一 V2V 和 V2I 通信系统的架构和评估”,计算机通信,卷。31,没有。12,第 2850-2861 页,2008 年。

[122] M. Sepulcre 和 J. Gozalvez,“基于 V2V 通信的协同主动安全应用的实验评估”,载于第九届 ACM 车辆互联网络、系统和应用国际研讨会论文集。ACM,2012 年,第 13-20 页。

[134](2012 年 9 月)德尔福和密歇根州交通部。[在线的]。可用:https ://www.michigan.gov/documents/mdot/09-27-2012_Connected_Vehicle_Technology_-_Industry_Delphi_Study_401329_7.pdf

[135] ZH Mir 和 F. Filali,“用于车载网络的 LTE 和 IEEE 802.11 p:性能评估”,EURASIP 无线通信和网络杂志,第一卷。2014 年,没有。1,第 1-15 页,2014 年。

[136] JA Olivera、I. Cortázar、C. Pinart、AL Santos 和 I. Lequerica,“VANBA:一种用于透明、始终在线的 V2V 通信的简单切换机制”,载于车辆技术会议,2009 年。VTC 2009 年春季。 IEEE 第 69 届。IEEE,2009,第 1-5 页。

[155] J. Miller,“Freesim——免费的实时 V2V 和 V2I 高速公路交通模拟器”,IEEE 智能交通系统协会通讯,2007 年。

Fierce Wireless 网站上的一篇文章:“ 3G/4G 无线网络延迟:Verizon、AT&T、Sprint 和 T-Mobile 的比较如何? ”有一张图表来自于从 OpenSignal 网站获得的信息,他们的文章:“ State of Mobile USA ” :量化 5G 击败的标准“提供了更多最新数据:

运营商延迟

不同的城市有不同的运营商,不同的设备,延迟相差50%。

全球城市延迟并考虑技术

世界各地的不同城市都依赖 2G-5G,这也会影响延迟。

另请参阅:“延迟”和“往返时间”有什么区别?了解延迟和抖动

通常,总延迟包括

  • 传播延迟(距离/信号速度;无线的光速)
  • 序列化延迟(数据长度/传输率)
  • 处理延迟(取决于硬件/软件)

我需要分享我对延迟的发现

传输延迟=数据包大小/传输速率=L/R

传播延迟 = 距离 / 速度 = D /S

处理延迟可以忽略,除非处理延迟很大

平均排队延迟 = (N-1)L/(2*R)

其中 N = 否。数据包
数量 L=数据包大小 R=传输速率

Paranjothi, A.、Tanik, U.、Wang, Y. 和 Khan, MS (2019)。Hybrid-Vehfog:一种在联网车辆中可靠传播关键信息的稳健方法。新兴电信技术交易,e3595。 http://zahid-stanikzai.com/types-of-delay/ https://www.geeksforgeeks.org/computer-network-packet-switching-delays/

在本文中:

Mostafa, A.、Vegni, AM、Singoria, R.、Oliveira, T.、Little, TD 和 Agrawal, DP(2011 年 8 月)。一种基于 V2X 的方法,用于减少车​​载 Ad-Hoc 网络中的延迟传播。2011 年第 11 届 ITS 电信国际会议(第 756-761 页)。IEEE。

延迟是

其中 L [Bit] 数据长度和传输速率

其中是车辆与车辆之间的距离是车辆行驶速度。ijc

此外,它可以定义如下:

https://www.rfwireless-world.com/calculators/Network-Latency-Calculator.html

在本文中:

Yang, H., Xie, X., & Kadoch, M. (2019)。基于强化学习的超可靠和低延迟 IoV 通信网络的智能资源管理。IEEE 车辆技术汇刊,68(5), 4157-4169。

数据包传输延迟计算如下

其中 是媒体访问控制(MAC)协议中完成三次握手过程 所需的时间,是成功完成一个数据包传输所需的时间