用于未来智能交通V2X通信控制的MAC层算的毫米波系统

（MmWave System for Future ITS A MAC-layer Approach for V2X Beam Steering）

大量研究表明，毫米波（mmWave）系统有可能在未来的智能交通系统（ITS）中实现每秒数千兆位的通信。但不幸的是，由于车辆的移动性，该系统在实际应用中需要天线波束频繁的排列，这就显著增加了带内波束成形（BF）的成本。本文提出了一种基于敏捷运动光束对准（SAMBA）的用于车辆运动智能预测的MAC层算法。基于DSRC专用短程通信技术，该算法利用所有车辆信标广播的信息，通过估计车辆的位置并预测其运动来实现免费的带内波束成形。而且，该算法还可以根据估计位置调整波束宽度从而进一步提高系统性能。本文通过调查显示，SAMBA的性能优于IEEE 802.11ad BF策略，尤其对于稀疏的车辆密度而言，不仅其数据速率提高了两倍以上，而且与车辆数量成比例的网络吞吐量也随之提高。此外，在高度动态的车辆环境下，与传统的BF算法相比，SAMBA算法效率更高，因此将会是未来ITS服务的可行解决方案。

本文所提出的策略能够实现免费的带内波束成形。通过利用DSRC链路上广播的反馈信息，引入了一种能够估计车辆位置并预测其运动的敏捷运动预测模型。本文还评估了每辆车的平均数据速率以及网络吞吐量。结果表明，SAMBA可以避免波束偏移问题并最大限度地减少BF成本。另外，本文还提出了一种能够补偿车辆运动和波束形状的智能波束自适应算法，进一步提高了系统的性能。