面向车联网的高可靠性无线信道容错拥塞控制研究

20240115

信息传输、软件和信息技术服务业

该项目的成果在车联网领域具有重要的转化潜力，可以基于现有基础进行进一步应用和推广。 首先，在车联网无线信道拥塞控制方面，该项目提出的基于数据的功率和速率控制方法以及基于NOMA的联合中继选择和功率控制方法，可以直接应用于车联网系统中。这些方法可以通过对无线通信网络中的功率和速率进行动态调整，提高通信性能和效率，减轻网络拥塞问题。这些技术可以应用于车联网设备和基础设施中，通过软件更新或硬件升级实现。 其次，面向车联网高可靠性无线网络资源容错优化配置方面的成果，即基于协同感知消息时间间隔预测模型的无线资源分配方法，可以直接应用于车联网系统中的资源管理。这种方法可以准确预测协同感知消息的时间间隔，并根据预测结果进行无线资源的合理分配，提高数据传输的可靠性和效率。这可以通过在车联网系统中集成这一算法，优化资源管理策略，提高系统性能。 此外，该项目还提出了面向车联网的无线网络连接可靠性评估方法，用于评估V2I和V2V场景下车联网连接的可靠性。这种评估方法可以应用于车联网系统的部署和优化过程中，帮助确定最佳的车辆和基础设施布局，以确保网络连接的可靠性。这可以在车联网系统的规划和设计阶段应用，为系统部署提供指导，并在实际应用中进行网络连接的监测和调整。 综上所述，该项目的成果可以基于现有基础进行转化应用。通过将研究成果应用于车联网设备、基础设施和系统中，可以提高车联网的通信性能、可靠性和效率，推动车联网技术的发展和应用。这有助于改善智能交通系统的安全性、交通效率和用户体验，为智慧城市的建设和可持续发展做出贡献。

为了有效地转化该项目的成果并实现进一步应用和推广，以下分别针对不同合作伙伴类型提出相应的合作需求：

1. 车联网设备制造商：与车联网设备制造商合作，将该项目的成果应用于他们的产品中。合作伙伴可以利用该项目提出的无线信道拥塞控制方法和无线资源分配方法，改进他们的车联网设备的通信性能和可靠性。这种合作可以通过技术转让、共同研发或合作开发来实现。
2. 智能交通系统开发商：与智能交通系统开发商合作，将该项目的成果集成到他们的系统中。合作伙伴可以利用该项目提出的无线信道拥塞控制方法和可靠性评估方法，改进他们的智能交通系统的通信性能、交通效率和安全性。合作形式可以包括技术合作、系统集成或共同项目开发。
3. 通信技术提供商：与通信技术提供商合作，将该项目的成果与他们的通信解决方案相结合。合作伙伴可以将该项目提出的无线信道拥塞控制方法与其通信设备和网络技术相结合，提供更可靠和高效的通信解决方案，以满足车联网应用的需求。合作方式可以包括技术合作、解决方案集成或共同市场推广。
4. 政府部门和交通管理机构：与政府部门和交通管理机构合作，将该项目的成果应用于实际的交通管理和智能交通系统中。合作伙伴可以利用该项目提出的无线信道拥塞控制方法和可靠性评估方法，改进交通管理策略和系统运行，提高交通效率和安全性。合作形式可以包括政府项目合作、政策支持或实地试验合作。
5. 学术机构和研究团队：与其他学术机构和研究团队合作，进行共同研究、交流和学术合作。合作伙伴可以深入研究和改进该项目的成果，推动车联网领域的学术进展和技术创新。合作形式可以包括联合研究项目、学术交流或共享资源。 在与合作伙伴合作的过程中，可以根据具体的合作目标和合作内容，制定合适的合作模式和合作协议，共同推动该项目的成果转化和应用，实现双方的利益最大化。

可国（境）内外转让

该项目的成果转化应用有望带来以下预期效益： 提高车联网通信性能：通过应用该项目的无线信道拥塞控制方法和无线资源分配方法，车联网系统可以更有效地管理无线信道资源，减轻网络拥塞问题，提高通信性能和效率。这将有助于提高车辆之间和车辆与基础设施之间的通信质量，促进各种车联网应用的开展，并提升智能交通系统的整体性能。 增强车联网数据传输可靠性：通过基于协同感知消息时间间隔预测模型的无线资源分配方法，车联网系统可以更准确地预测协同感知消息的时间间隔，并合理分配无线资源。这将提高数据传输的可靠性，减少数据丢失和传输错误，为车联网应用提供更可靠的数据支持，改善智能交通系统的安全性和效能。 提升智能交通系统效率：通过改进无线信道管理和资源分配，车联网系统可以更好地管理车辆之间和车辆与基础设施之间的通信，提高交通信息的准确性和及时性。这将有助于优化交通流量控制、路况监测和导航指引等智能交通系统功能，提升交通系统的整体效率，减少拥堵和交通事故。 促进智慧城市发展：通过提升车联网的通信性能、可靠性和效率，该项目的成果可以为智慧城市的建设和发展做出贡献。智能交通系统的改进将增强城市交通运输的可持续性，提升居民的出行体验，减少交通排放和能源消耗，改善城市环境质量，并推动城市的智慧化和可持续发展。 商业化机会与市场竞争力：将该项目的成果成功转化应用，可以为合作伙伴带来商业化机会和市场竞争力。通过提供更高性能和可靠性的车联网解决方案，合作伙伴可以在车联网设备制造、智能交通系统开发、通信技术提供和交通管理等领域获得竞争优势，拓展市场份额并实现商业增长。

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

该科技成果源于北京市自然科学基金面上项目“面向车联网的高可靠性无线信道容错拥塞控制研究”。车联网在智能交通系统中扮演着重要的角色，它通过无线通信技术将车辆、基础设施和其他交通参与者连接在一起，以提高行车安全、缓解交通拥堵、减少环境污染和能源消耗。然而，要实现这些目标，关键是确保车联网网络的可靠连接。在过去的研究中，已经提出了一些车联网无线信道拥塞控制方法，但这些方法并没有优先考虑网络连接的可靠性，也没有考虑到网络故障可能对系统产生的影响。因此，该项目从容错控制的角度出发，以优先考虑网络连接可靠性的思路，通过综合应用自动控制理论、交通理论、机器学习等多学科相关知识，对车联网无线信道拥塞控制的理论问题和关键技术展开了研究。 在面向车联网的无线网络连接可靠性评估方面，该项目针对车辆到基础设施（V2I）和车辆到车辆（V2V）两种情况提出了无线网络可靠性连接条件。通过这些条件能够精确评估V2I和V2V场景下车联网连接的可靠性。该成果在智能交通、车辆安全、紧急救援和交通管理等领域具有广泛的应用场景，能够为相关应用的发展和优化提供重要的技术支持。同时，该成果还在提高安全性、提升交通效率、改善用户体验、推动自动驾驶技术发展以及节约成本等方面具有重要的价值和效益，能够推动车联网技术的发展和应用。 在面向车联网的高可靠性无线信道容错拥塞控制方面，该项目提出了基于数据的无线通信网络功率和速率控制方法，以及基于非正交多址接入技术（NOMA）的协作车联网系统的联合中继选择和功率控制方法。这些方法能够实现对车联网无线通信网络功率和速率的准确跟踪，从而提高车联网的通信性能和效率，并有效减轻车联网网络拥塞问题。特别是基于数据的功率和速率控制方法具有广阔的应用前景，它可以根据当前网络状态和信道条件动态调整发射功率和传输速率，从而有效减少信号干扰和碰撞，优化通信质量和能量效率，为车辆之间的无线通信提供更好的体验。 在面向车联网高可靠性无线网络资源容错优化配置方面，该项目提出了基于协同感知消息时间间隔预测模型的车联网无线资源分配方法。这种方法通过准确预测协同感知消息的时间间隔，提高了车联网无线资源分配的精确性和效率，进而提高了数据传输的可靠性并降低了数据传输时延。这对于车联网系统的稳定运行和数据传输的有效性至关重要。 该项目通过研究面向车联网的高可靠性无线信道容错拥塞控制，提出了一系列关键技术和方法，以提高车联网网络连接的可靠性和性能。这些成果在智能交通领域具有广泛的应用前景同时为车辆之间的无线通信提供了更好的体验，推动了车联网技术的发展和应用。