Titelaufnahme

Titel
Gilbert-type vehicle-to-vehicle link models for capacity analysis / von Thomas Blazek
VerfasserBlazek, Thomas
Begutachter / BegutachterinMecklenbräuker, Christoph ; Shivaldova, Veronika
Erschienen2015
UmfangIX, 87 Bl. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2015
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)WAVE / Markov-Kette / Kanalkapazität / Fahrzeugkommunikation / ITS
Schlagwörter (EN)WAVE / Markov Chain / Channel Capacity / Vehicular Communication / ITS
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-86046 Persistent Identifier (URN)
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Gilbert-type vehicle-to-vehicle link models for capacity analysis [15.2 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit entwickeln und untersuchen wir mehrere Performance-Modelle für Auto-zu-Auto Kommunikationssysteme. Als Ausgangspunkt wird eine zeitvariante Version des Gilbertmodells gewählt, die das Modellieren von Burst-Fehler Paketkanälen mit niedriger Komplexität erlaubt. Zunächst analysieren wir die grundlegenden Eigenschaften dieses Modells mit einem besonderen Augenmerk auf die Wahl der Zeitauflösung. Außerdem führen wir eine geschlossene Form für die Kanalkapazität dieses Modells ein, und zeigen, dass diese äquivalent zum Packet-Delivery-Ratio (PDR) ist. Dann stellen wir einen Zusammenhang zwischen den Modellparametern und physikalischen Größen her. Zu diesem Zweck verwenden wir Messungen die in einer Messkampagne 2011 auf österreichischen Autobahnen gesammelt wurden. Wir zeigen einen grundlegenden Zugang, der erlaubt, Abhängigkeiten zwischen Paketfehler-Messungen und entsprechenden Größen, die als Modellierungsbasis verwendet werden, zu bestimmen. Diesen Zugang wenden wir dann auf die verwendeten Messungen an, wobei wir sowohl Signal-to-Noise-Ratio (SNR)- und Abstandsmessungen verwenden. Um die Modellqualität zu verfeinern, führen wir das Konzept der Kanalszenarios ein. Diese Szenarios erlauben, Kanaleinflüsse zu unterscheiden, die nicht in die Abhängigkeiten zwischen den Paketfehlern und SNR oder Distanz eingehen. Das Kanalszenario-abhängige Modell erreicht SNR- und distanzbasiert gute Übereinstimmung mit den Messungen. Diese Modelle können sowohl basierend auf auf dem SNR als auch der Distanz trotz niedriger Komplexität die Messresultate reproduzieren. Schlussendlich untersuchen wir die Einflüsse, die einen Szenariowechsel verursachen, anhand von Video- und Global Positioning System (GPS)-Aufzeichnungen die parallel zu den Messungen gemacht wurden. Die resultierende Modelle erlaubt die Messungen zu reproduzieren und innerhalb einer Simulation zu verwenden. Außerdem kann die entwickelte Modellierungs-Methode leicht auf andere Messungen angewandt werden.

Zusammenfassung (Englisch)

In this thesis, we develop and investigate several performance models for Vehicle-to-Vehicle (V2V) communication systems. As starting point, we use a time-variant version of the Gilbert model, which allows low-complexity modelling of burst-error packet channels. We first ana- lyze the general properties of the model with the emphasis on the choice of time resolution. Then we derive a closed-form representation for the channel capacity of such model and prove that it is equal to the Packet-Delivery-Ratio (PDR). We further establish a relationship between the model parameters and physical quantities. For this, we use real-world measurements performed in 2011 measurement campaign on Austrian highways. A general approach is presented to build the dependence between packet- error trace and a respective physical quantity used as modelling basis. We then apply this approach to our measurements, using both the Signal-to-Noise-Ratio (SNR) and the distance as basis for the modelling. To improve modelling, we introduce channel scenarios. These scenarios account for channel influences not captured by the dependencies between packet- error and SNR or packet-error and PDR. The scenario-dependent model shows good agreement with the measurements based on the SNR and on the distance. Both models are able to reproduce the underlying measurements while remaining of low complexity. Finally, we extend these investigations based on the video documentation and Global Positioning System (GPS) traces recorded alongside the measurements to analyze the influences causing a change of scenario. The resulting models allow to acccurately reproduce the real-world measurements that can later be used in the context of a simulation. Furthermore, the developed modelling meth- ods can easily be applied to other measurements.