یک راهکار نصب RSU جامع جدید برای راه اندازی VANET با صرفه جویی در هزینه

قیمت: 43,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

یک راهکار نصب RSU جامع جدید برای راه اندازی VANET با صرفه جویی در هزینه

عنوان لاتین

A New Comprehensive RSU Installation Strategy for Cost-Efficient VANET Deployment

به تازگی، مطالعات انجام شده در حوزه شبکه های خودرویی (VANET) با توجه به پتانسیل عظیم آن شدت گرفته است. واحد کنار جاده (RSU) جزء کلیدی زیرساخت VANET است که وسایل نقلیه موبایل و بقیه زیرساخت را به هم متصل می کند. برای به حداکثر رساندن در دسترس بودن RSU ها، RSU ها باید به صورت متراکم مستقر شوند. در غیر این صورت، ممکن است نقاط کوری وجود داشته باشند که در آن وسایل نقلیه از اتصال به زیرساخت خارج می شوند. متاسفانه، استقرار عظیم RSUs برای پوشش کل منطقه، که گاهی یک گستره شهری است، می تواند بسیار گران باشد. چون اثربخشی و مزایای VANET هنوز به طور کامل ثابت نشده است، شرایط استقرار در مقیاس بزرگ دشوار است. با انگیزه از این مشاهدات، این مقاله استراتژی جدیدی را برای بهینه سازی RSU ها در نظر می گیرد تا پوشش فضایی و زمانی آنها را تحت بودجه محدود به حداکثر برساند. برای اولین بار در ادبیات، ما یک چارچوب نوآوری استقرار RSU را در نظر می گیریم، که ترکیب متعادلی از سه روش مختلف است، استقرار RSUs در "مکان های استاتیک"، "حمل و نقل سیار عمومی"، و "وسایل نقلیه به طور کامل قابل کنترل و متعلق به دولت محلی". ما ابتدا یک استراتژی جدید برای ایجاد یک گراف شبکه ای از نقشه منطقه شهری معرفی می کنیم. سپس، مسئله را به عنوان یک مسئله بهینه سازی جدید و NP-سخت نشان می دهیم. برای حل این مسئله، ما این مسئله را به یک مسئله بهینه سازی دیگر تبدیل می کنیم. سپس، یک الگوریتم تقریبی با زمان اجرای چندجمله ای برای مسئله مزبور پیشنهاد می کنیم و نشان می دهیم که نسبت عملکرد (نسبت بین کیفیت خروجی الگوریتم پیشنهادی و کیفیت بهترین راه حل ممکن) حداقل نیمی از بهترین جواب ممکن است. ما همچنین به منظور بررسی اثر بخشی روش پیشنهادی، شبیه سازی هایی را در قالب های مختلف انجام می دهیم.

Recently, the studies on vehicular adhoc network (VANET) are booming due to the huge potential. Road side unit (RSU) is a key component of the VANET infrastructure connecting mobile vehicles and the rest of the infrastructure. To maximize the availability of RSUs, RSUs should be densely deployed. Otherwise, blind spots may exist in which vehicles lose the connection to the infrastructure. Unfortunately, the massive deployment of RSUs to seamlessly cover the whole area of interest, which could be a vast metropolitan, can be very expensive. As the effectiveness and the benefits of the VANET are not fully proven yet, such large scale deployment can hardly be a viable option as of today. Motivated by this observation, this paper investigates a new strategy to best deploy RSUs so that their spatio-temporal coverage is maximized under a limited budget. In detail, for the first time in the literature, we consider an innovative RSU deployment framework, which is a well-balanced combination of three different approaches, deploying RSUs on static locations, public mobile transportation, and fully controllable vehicles owned by the local government. We first introduce a new strategy to abstract a map of city area into a grid graph. Then, we formulate the problem as a new optimization problem and show its NP-hardness. To solve this problem, we transform this problem into another optimization problem. Then, we propose a new polynomial running time approximation algorithm for the problem and show that the performance ratio (the ratio between the quality of an output of the proposed algorithm and the quality of the best possible solution) is at least half of the best possible ratio. We also conduct simulations under various setting to study the effectiveness of the proposed approach.