Titelaufnahme

Titel
Implementation of IEEE 802.11p physical layer model in SIMULINK / von Veronika Shivaldova
Verfasser / Verfasserin Shivaldova, Veronika
Begutachter / BegutachterinMecklenbräuker, Christoph ; Paier, Alexander
Erschienen2010
UmfangVIII, 75 Bl. : graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Fahrzeugkommunikation / IEEE 802.11p / Model der physikalischen Schicht / IEEE 802.11p Simulationsumgebung
Schlagwörter (EN)Vehicular communications / IEEE 802.11p / physical layer model / IEEE 802.11p simulation environment
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-36427 Persistent Identifier (URN)
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Implementation of IEEE 802.11p physical layer model in SIMULINK [1.28 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Durch die dramatische Zunahme des Verkehrsaufkommens steigt die Nachfrage nach innovativen Technologien, die die Sicherheit und Effizienz von Transport-Systemen verbessern können. Die Verkehrssicherheit kann durch den Einsatz von drahtlosen Fahrzeug-Kommunikations-Technologien wesentlich erhöht werden. Diese Technologien ermöglichen neue Dienste, wie beispielsweise Kollisionserkennung und Kollisionsverhinderung, Verkehrsregelung, und weitere Kommunikationsmöglichkeiten zwischen bewegten Fahrzeugen. Um die zuverlässige, drahtlose Fahrzeug-Kommunikation zu verwirklichen wird der Standard IEEE 802.11p, als ein grundlegendes Protokoll für zukünftige Kommunikation zwischen Fahrzeugen Einsatz finden. Die Forschungsgemeinschaft hat bereits begonnen, die Leistungsfähigkeit der IEEE 802.11p Verbindungsschicht anhand von Simulationen und realen Messungen zu analysieren. Trotzdem bleibt die Auswertung der Robustheit des Standards unter der Anwendung von Ausbreitungsszenarien bei höheren Geschwindigkeiten eine große Herausforderung.

Diese Diplomarbeit präsentiert eine Implementierung der physikalischen Schicht, basierend auf OFDM, in Matlab SIMULINK, entworfen gemäß der Spezifizierung in IEEE 802.11p. Nach einer kurzen Einleitung in die Fahrzeug-Kommunikation zusammen mit der Beschreibung von laufenden Standardisierungstätigkeiten und Anwendungen, beschreibe ich die Struktur des Sendeempfängers und stelle die Methodik, die während des Entwicklungsprozesses verwendet wurde, dar. Um die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der physikalischen Schicht zu untersuchen, wurden mehrere realistische Kanalmodelle, sowie ein Referenzkanalmodell betrachtet.

Schließlich werden die Entwurfsparameter und einige optionale Erweiterungen für den Empfänger, die für die Optimierung der Leistungsfähigkeit von Fahrzeug-Kommunikationssystemen entscheidend sind, analysiert. Gewinne hinsichtlich der Leistungsfähigkeit, die mit dem erweiterten Empfänger-Design erreicht werden können, sowie der Einfluss von verschiedenen Ausbreitungskanälen auf das gesamte Systemverhalten, werden anhand von numerischen Simulierungsergebnissen demonstriert.

Zusammenfassung (Englisch)

Dramatic increase in the traffic flow raises demand on innovative technologies that can improve safety and efficiency of transportation systems. Road safety can be substantially enhanced by the deployment of wireless communication technologies for vehicular networks, which enable new services such as collision detection and collision avoidance, traffic management, adaptive traffic control and further communication facilities between moving vehicles. Aiming at providing reliable wireless communications for vehicular networks the IEEE 802.11p standard will serve as an underlying protocol for future inter-vehicular applications worldwide. The research community has already started analyzing the IEEE 802.11p link-layer performance by using simulation tools and real-world experiments, but in spite of the increased academic and industrial research evaluation of the standard robustness in high-mobility scenarios still remains a big challenge.

This thesis presents an implementation of a complete Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) physical layer in Matlab SIMULINK, designed according to the specification in the draft amendment IEEE 802.11p.

After a brief introduction to vehicular communications together with the ongoing standardization activities and the promising applications, I describe the implementation of the transceiver and outline the methodology that was used during the development process. In order to investigate the performance and reliability of the physical layer, several realistic propagation channel models, as well as one reference channel model are considered.

Finally design parameters and useful optional extensions for the receiver that are crucial for performance optimization of vehicular communication systems are analyzed. Performance gains achieved with extended receiver design, as well as influence of propagation channel parameters on the overall system behavior are demonstrated based on numerical simulation results.

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