Численный анализ математической модели кластерной V2X-системы
- Авторы: Плотников П.В.1, Владыко А.Г.1
-
Учреждения:
- Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
- Выпуск: Том 9, № 1 (2023)
- Страницы: 14-23
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1813-324X/article/view/254352
- ID: 254352
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье проводится анализ результатов численного моделирования информационных процессов в автомобильных самоорганизующихся сетях (VANETs). Приведен обзор работ, посвященных кластеризации и кэшированию данных при работе с Vehicle-to-Everything (V2X) системами. В качестве метрики выбрана L1-метрика из-за ее активного использования в городах с современной застройкой. Рассмотрены два подхода к описанию и оценке эффективности взаимодействия граничных устройств в традиционной конфигурации и с использованием кластерной схемы с общим кэшем. Построена математическая модель и проведен анализ ее эффективности. Показано, что внедрение новых стандартов IEEE 802.11bd позволит увеличить долю обслуженных устройств, тем самым будет сокращена общая задержка вычислений, что позволит повысить эффективность работы V2X-системы. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании и развертывании автоматизированых систем управления дорожным движением в городах.
Ключевые слова
Об авторах
П. В. Плотников
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Email: pavplot@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8869-6142
А. Г. Владыко
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Email: vladyko@sut.ru
ORCID iD: 0000-0002-8852-5607
Список литературы
- Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2015–2020. White Paper. San Jose: Cisco, 2016.
- Abbas N., Zhang Y., Taherkordi A., Skeie T. Mobile Edge Computing: A Survey // IEEE Internet of Things Journal. 2018. Vol. 5. Iss. 1. PP. 450‒465. doi: 10.1109/JIOT.2017.2750180
- Brehon-Grataloup L., Kacimi R., Beylot A.L. Mobile edge computing for V2X architectures and applications: A survey // Computer Networks. 2022. Vol. 206. P. 108797. doi: 10.1016/j.comnet.2022.108797
- Vladyko A., Khakimov A., Muthanna A., Ateya A.A., Koucheryavy A. Distributed Edge Computing to Assist Ultra-Low-Latency VANET Applications // Future Internet. 2019. Vol. 11. Iss. 6. P. 128. doi: 10.3390/fi11060128
- Vladyko A., Elagin V., Spirkina A., Muthanna A., Ateya A.A. Distributed Edge Computing with Blockchain Technology to Enable Ultra-Reliable Low-Latency V2X Communications // Electronics. 2022. Vol. 11. Iss. 2. P. 173. doi: 10.3390/electronics11020173
- Плотников П.В., Владыко А.Г. Минимизация задержек при взаимодействии граничных устройств с использованием кластеризации в сетях VANETs // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 2. С. 6‒13. doi: 10.31854/1813-324X-2022-8-2-6-13
- Аль-Свейти М.А.М., Волков А.Н., Мутханна А.С.А. Проблемы и требования для реализации технологии V2X // Информационные технологии и телекоммуникации. 2020. Т. 8. № 3. С. 20–26. doi: 10.31854/2307-1303-2020-8-3-20-26
- Dziyauddin R.A., Niyato D., Luong N.C., Izhar M.A.M., Hadhari M., Daud S. Computation Offloading and Content Caching Delivery in Vehicular Edge Computing: A Survey // Computer Networks. 2021. Vol. 197. P. 108228. doi: 10.1016/j.comnet.2021.108228
- You C., Huang K., Chae H., Kim B.H. Energy-Efficient Resource Allocation for Mobile-Edge Computation Offloading // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2017. Vol. 16. Iss. 3. PP. 1397‒1411. doi: 10.1109/TWC.2016.2633522
- Ren J., Yu G. He Y., Li G.Y. Collaborative Cloud and Edge Computing for Latency Minimization // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2019. Vol. 68. Iss. 5. PP. 5031‒5044. doi: 10.1109/TVT.2019.2904244
- Chen X., Jiao L., Li W., Fu X. Efficient Multi-User Computation Offloading for Mobile-Edge Cloud Computing // IEEE/ACM Transactions on Networking. 2016. Vol. 24. Iss. 5. PP. 2795‒2808. doi: 10.1109/TNET.2015.2487344
- Bernardini C., Silverston T., Festor O. MPC: Popularity-based caching strategy for content centric networks // Proceedings of the International Conference on Communications (ICC, Budapest, Hungary, 09‒13 June 2013). IEEE, 2013. PP. 3619–3623. doi: 10.1109/ICC.2013.6655114
- Perabathini B., Baştuğ E., Kountouris M., Debbah M., Conte A. Caching at the edge: A green perspective for 5G networks // Proceedings of the International Conference on Communication Workshop (ICCW, London, UK, 08‒12 June 2015). IEEE, 2015. PP. 2830–2835. doi: 10.1109/ICCW.2015.7247608
- Mahmood A., Casetti C., Chiasserini C.F., Giaccone P., Harri J. Mobility-aware edge caching for connected cars // Proceedings of the 12th Annual Conference on Wireless On-demand Network Systems and Services (WONS, Cortina d'Ampezzo, Italy, 20‒22 January 2016). IEEE, 2016. PP. 1–8.
- Garetto M., Leonardi E., Traverso S. Efficient analysis of caching strategies under dynamic content popularity // Proceedings of the Conference on Computer Communications (INFOCOM, Hong Kong, China, 26 April 2015‒01 May 2015). IEEE, 2015. PP. 2263–2271. doi: 10.1109/INFOCOM.2015.7218613
- Poularakis K., Iosifidis G., Sourlas V., Tassiulas L. Exploiting Caching and Multicast for 5G Wireless Networks // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2016. Vol. 15. Iss. 4. PP. 2995–3007. doi: 10.1109/TWC.2016.2514418
- Golrezaei N., Molisch A.F., Dimakis A.G., Caire G. Femtocaching and device-to-device collaboration: A new architecture for wireless video distribution // IEEE Communications Magazine. 2013. Vol. 51. Iss. 4. PP. 142–149. doi: 10.1109/MCOM.2013.6495773
- Abuelenin S.M., Abul-Magd A.Y., Empirical study of traffic velocity distribution and its effect on VANETs connectivity // Proceedings of the International Conference on Connected Vehicles and Expo (ICCVE, Vienna, Austria, 03‒07 November 2014). IEEE, 2014. PP. 391‒395. doi: 10.1109/ICCVE.2014.7297577
- Ma J., Wang J., Fan P. A Cooperation-Based Caching Scheme for Heterogeneous Networks // IEEE Access. 2017. Vol. 5. PP. 15013‒15020. doi: 10.1109/ACCESS.2016.2644980
- Torgunakov V., Loginov V., Khorov E. A Study of Channel Bonding in IEEE 802.11bd Networks // IEEE Access. 2022. Vol. 10. PP. 25514‒25533. doi: 10.1109/ACCESS.2022.3155814
- Zhu Z., Zhang M., Hao W. Chapter 6 – Artificial intelligence technology in the Internet of things. Intelligent Sensing and Communications for Internet of Everything. Academic Press; 2022. p.245‒297. doi: 10.1016/B978-0-32-385655-3.00010-2
- Плотников П.В., Тамбовцев Г.И., Владыко А.Г. Программный модуль моделирования взаимодействия граничных устройств в сети VANET. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № RU 2022669558 от 07.10.2022. Опубл. 21.10.2022.
- Торгунаков В.А., Логинов В.А., Хоров Е.М., Ляхов А.И. Алгоритм адаптивного выбора конкурентного окна в сетях IEEE 802.11bd // Информационные процессы. 2022. Т. 22. № 4. С. 373–383. doi: 10.53921/18195822_2022_22_4_373
- Елькин Д.М., Вяткин В.В. На пути к интернету вещей в управлении транспортными потоками: обзор существующих методов управления дорожным движением // Известия ЮФУ. Технические науки. 2019. № 5. С. 100-113. doi: 10.23683/2311-3103-2019-5-100-113