车辆信息物理系统中的主动多普勒频移补偿
信号处理
2017-10-03 v1 分布式、并行与集群计算
摘要
在车辆信息物理系统中，包括车辆速度和位置信息在内的安全信息通过特定频率的无线电波在车辆之间共享。这有助于控制车辆以缓解交通拥堵和道路交通事故。然而，具有高相对速度的车辆之间存在的多普勒频移会导致接收无线电波产生明显的频移，从而降低恢复安全信息的可靠性并危及车辆 CPS 的安全。由于每个接收机处存在多个多普勒频移，在接收机侧被动应对多普勒频移并不适用。本文提出了一种基于概率图模型的主动多普勒频移补偿算法。每辆车单独预补偿其载波频率，使得每对收发机之间不存在偏离期望载波频率的频移。每辆车的预补偿偏移量以分布式方式计算，以适应车辆 CPS 的分布式和动态拓扑。此外，更新过程被设计为广播方式以减轻通信负担。严格证明了所提出的算法即使在存在丢包和随机通信延迟的系统中也能保证收敛。基于真实地图和交通数据的仿真验证了所提出算法的准确性和收敛性。结果表明，该方法实现了几乎最优的频率补偿精度，误差接近 Cram\'{e}r-Rao 下界。
引用
@article{arxiv.1710.00778,
title = {Proactive Doppler Shift Compensation in Vehicular Cyber-Physical Systems},
author = {Jian Du and Xue Liu and Lei Rao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.00778},
year = {2017}
}