《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于隊列行駛的車聯(lián)網(wǎng)安全通信研究
電子技術(shù)應(yīng)用
邱哲賢，王曉煒
（上海海事大學(xué) 信息工程學(xué)院，上海 201306）
摘要： 基于隊列的駕駛模式能夠有效提高道路的通行能力和能源效率，在此基礎(chǔ)上，研究了基于隊列的車輛網(wǎng)絡(luò)在有竊聽者存在下的無線連接性能，推導(dǎo)出隊列內(nèi)、隊列外和整個網(wǎng)絡(luò)的安全連通概率，以分別描述單個隊列、兩個隊列和所有隊列組成的網(wǎng)絡(luò)。仿真結(jié)果表明，影響連接性能的系統(tǒng)參數(shù)包括傳輸范圍、竊聽者數(shù)量和車輛密度，且存在最優(yōu)車輛密度使安全連接性能達(dá)到最佳。
中圖分類號：TN918.9
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223642
中文引用格式： 邱哲賢，王曉煒. 基于隊列行駛的車聯(lián)網(wǎng)安全通信研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(6)：63-68.
英文引用格式： Qiu Zhexian，Wang Xiaowei. Secure connectivity in platoon-based vehicular networks[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(6)：63-68.
Secure connectivity in platoon-based vehicular networks
Qiu Zhexian，Wang Xiaowei
(College of Information Engineering， Shanghai Maritime University， Shanghai 201306， China)
Abstract： Platoon-based driving has been proved to effectively improve road capacity and energy efficiency. On this basis, this paper investigates wireless connectivity of platoon-based vehicular networks with the presence of eavesdroppers. Three types of secure connectivity probability, intra-platoon secure connectivity probability, extro-platoon secure connectivity probability and network secure connectivity probability, are defined and derived to respectively characterize the network constituted by a single platoon, a double platoon and multiple platoons. Simulation results show that system parameters affecting connectivity performance include transmission range, number of eavesdroppers and vehicle density. Particularly, secure connectivity probabilities are maximized by an optimal vehicle density.
Key words : vehicular network；platoon；physical-layer security；secure connectivity

0　引言

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System, ITS）是當(dāng)前交通行業(yè)發(fā)展的重要方向，智能網(wǎng)聯(lián)汽車依靠車對車（Vehicular to Vehicular, V2V）和車對基礎(chǔ)設(shè)施（Vehicular to Infrastructure, V2I）通信進(jìn)行實時數(shù)據(jù)的傳輸和交換。然而，由于網(wǎng)絡(luò)的開放性，聯(lián)網(wǎng)過程中車輛更容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，保障車輛網(wǎng)絡(luò)在消息傳輸中的安全性至關(guān)重要。

由此提出了一種基于隊列的駕駛模式，即通過無線連接的方式，一組車輛在網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)下保持恒定的小車距高速行駛。 文獻(xiàn)[6]分析了基于隊列的車載自組織網(wǎng)絡(luò)（Vehicular Ad-hoc Network, VANET）的V2V和V2I連接概率，并提出了一種媒體訪問控制（Medium Access Control, MAC）協(xié)議。文獻(xiàn)[7]分析了V2V通信中的連接性能，并討論了基于隊列的VANET的安全車距。

然而，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在竊聽車輛時，網(wǎng)絡(luò)安全會受到更大的威脅[8]。 本文將竊聽者加入車輛網(wǎng)絡(luò)中，分析了基于隊列的車輛網(wǎng)絡(luò)在有竊聽者存在的情況下隊列內(nèi)部和外部的安全連接性能，并建立了兩個安全連接概率的模型，通過仿真分析安全連接概率和系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系。



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作者信息：

邱哲賢，王曉煒

（上海海事大學(xué) 信息工程學(xué)院，上海 201306）


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