شبکه‌های بین خودرویی موردی

ارتباطات بی‌سیم بین خودرویی به تبادل اطلاعات بین موجودیت‌ها اعم از گره ها و نودها و تجهیزات در سیستم‌های حمل‌ونقل جاده‌ای با بهره گیری از فناوری‌های ارتباطی بی‌سیم گفته می شود. فناوری ارتباطات بی‌سیم یکی از عناصر کلیدی در حمل و نقل هوشمند است. خودروها در شبکه‌های بین خودرویی در راستای افزایش ایمنی در سیستـم حمل‌ونقل و افزایش بهره‌وری سیستــم اطلاعات ترافیـکی، با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. در شبکه‌های بین خودرویی موردی، خودرو می‌تواند در هرلحظه خودروهای اطرافش را شناسایی کرده و با اتصال به آن‌ها یک شبکه تشکیل داده و ارتباطات لازم را برقرار می نمایند. هر خودرو می تواند با خودروهای اطرافش که مدام در حال تغییر هستند یک شبکه ایجاد نماید. شبکه های خودرویی هوشمند غیر ساختارمند هستند. در این نوع شبکه‌ها توپولوژی مدام و به سرعت تغییر می نماید. همچنین شبکه های خودرویی از نظر مصرف انرژی و منابع محاسباتی، انعطاف‌پذیری بالایی دارند. برای عنوان مثال، یک خودرو به شکل هم‌زمان می‌تواند  به چندین شبکه  خودوریی متصل و فرآیند تبادل داده و اطلاعات را مطابق با نیاز شبکه انجام دهد. محدوده‌های قابل پوشش جغرافیایی شبکه خودرویی می‌تواند دایره‌هایی به شعاع حداکثر چند کیلومتر باشد که هر خودرو می‌تواند با خودروهای جلویی یا عقبی خود در شعاع دو یا سه کیلومتر ارتباط برقرار نماید[۱].

ارتباطات در شبکه بین خودرویی عموماً به دو دسته کلی زیر تقسیم‌بندی می‌گردد:

• ارتباطات مستقیم بین خودرویی[۱]: در ارتباط V2V خودروها مستقیما و بدون واسطه با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. مشکل این روش ایجاد ارتباطات بیهوده است در واقع این روش دارای پیچیدگی های محاسباتی بالایی می باشد. ارتباطات V2V جزئی از ارتباطات [۲]D2D می باشد.  در ارتباطات D2D  دستگاه ها قادر به ارتباط مستقیم با یکدیگر بدون نیاز اتصال به ایستگاه می باشند.
• ارتباطات بین خودرویی با استفاده از زیرساخت‌های اختصاصی[۳]: در ارتباط V2I بر خلاف روش V2V هر خودرو جهت ارتباط به خودرو دیگر اطلاعات مورد نظر را به Interface ارسال می کند. سپس Interface اطلاعات را برای خودرو یا خودرو هایی که قرار است پیام را دریافت نمایند ارسال می نماید. در شبکه های خودرویی بین موردی تجهیزات کنار جاده ای[۴] نقش Interface را بازی می کنند.

در ارتباطات V2V، خودروها به‌صورت مستقیم و بدون استفاده از زیرساخت‌های جاده‌ای با یکدیگر  اطلاعات تبادل می کنند. در ارتباطات V2I، خودروها با استفاده از زیرساخت‌های جاده‌ای مانند تجهیزات کنـار جاده‌ای (RSU) به تبـادل اطلاعـات باهم می‌پردازند. همچنین در ارتباطات خودرو با زیرساخت، خودروها می‌توانند فقط با RSU در ارتباط باشند[۱]. شکل ۱ ارتباط V2I و V2V را نمایش می دهد. تعداد کثیری از پروژه ها و پایان نامه ها چه در مقطع ارشد چه در مقطع دکترا در زمینه انجام شبکه های خودرویی و همچنین شبکه های بین خودرویی Vanet  می باشد. به منظور شبیه سازی و انجام پروژه ونت از نرم افزار آمنت (omnet) بهره می گیرند. انجام پروژه آمنت  یک محیط برای شبیه سازی قوی و قدرتمند در بستر شبکه های مختلف همچون  SDN, NFV,… IOT, FOG, Cloud computing, Manet, می باشد. شبکه Vanet یا همان شبکه ادهاک بین خودرویی مخفف Vehicular ad hoc network می باشد که در آن خودروها و وسایل نقلیه به عنوان گره یا نود استفاده می شوند. در حقیقت شبکه های بین خودرویی Vanet نوعی از شبکه های Manet هستند که نودهای آن وسایل نقلیه می باشند.

شکل ۱- ارتباطات V2I و V2V در شبکه خودرویی

[۱] N. Al-Kharasani, Z. Zulkarnain, S. Subramaniam, and Z. Hanapi, “An efficient framework model for optimizing routing performance in VANETs,” Sensors, vol. 18, no. 2, p. 597, 2018.

[۱] Vehicular To Vehicular(V2V)

[۲] Device-to-Device(D2D)

[۳] Vehicular To Interface(V2I)

[۴] Road Side Unir(RSU)