Plataforma multi-rádio para comunicações veiculares DSRC 5.9 GHz

Mestrado em Engenharia Eletrónica e TelecomunicaçõesA nossa dependência dos veículos e das infraestruturas rodoviárias tem aumentado massivamente ao longo dos últimos anos, bem como os problemas derivados da sua utilização, como por exemplo o consumo de energia, as emissões de CO2, os acidentes rodoviários e os congestionamentos permanentes. De modo a resolver este problema, os Sistemas de Transporte Inteligentes têm evoluído rapidamente, com o objetivo de reduzir perdas humanas, económicas e ambientais. As comunicações veiculares sem fios fazem parte desta estratégia, criando um potencial sem precedentes para melhorar a segurança dos veículos e das rodovias. Serviços cooperativos que incluam recolha e aquisição de dados, o seu processamento e comunicação dos mesmos, podem ser usados para prever o que pode falhar no tráfego rodoviário e consequentemente disseminar avisos para prevenir acidentes e melhorar a eficiência do trânsito. Para além das aplicações de segurança, existe também a oportunidade de desenvolver serviços de informação e entretenimento, proporcionando uma melhor experiência de viagem e condução aos utilizadores dos veículos. Neste trabalho é projetada uma plataforma para comunicação entre veículos e entre estes e as infraestruturas de beira de estrada. Este dispositivo é desenhado de acordo com as normas europeias (ETSI ITS-G5) e americanas (IEEE WAVE), que especificam a utilização da tecnologia DSRC (Dedicated Short Range Communications) na banda de frequência dos 5.9 GHz para este tipo de comunicações. De maneira a fornecer serviços de segurança e infotainment simultaneamente, a plataforma integra também dois rádios, um dedicado à segurança rodoviária e outro disponível para ser utilizado por todo o tipo de aplicações. Outro requisito do desenho da plataforma é a de garantir que esta seja aberta, flexível e facilmente reconfigurável, de modo a permitir o desenvolvimento de novas técnicas e protocolos, tais como a diversidade espacial ou mecanismos de tolerância a falhas. Estas propriedades são difíceis de obter nos dispositivos comerciais, tendo sido alcançadas através de um desenho baseado no conceito de Software Defined Radio (SDR) e em hardware reconfigurável. Por fim, a plataforma multi-rádio é testada num ambiente laboratorial e os resultados obtidos mostram que se encontra apta para transmitir e receber com uma taxa de erro de pacote reduzida para todas as modulações consideradas obrigatórias pelos standards. Por conseguinte, esta plataforma pode ser utilizada como uma ferramenta para investigação e desenvolvimento futuro nesta área.Our dependence on vehicles and road infrastructures has grown massively in recent years, as well as the problems arising from its use, such as energy consumption, CO2 emissions, tra c accidents and permanent congestions. In order to solve this problem, Intelligent Transportation Systems are evolving rapidly, focused on the goal of reducing human, economic and environmental losses. Wireless vehicular communications are part of this strategy, providing an unprecedented potential to improve vehicle and road safety. Cooperative applications with data sensing, acquisition, processing and communication can be used to predict what can go wrong on the roads and consequently disseminate warnings to avoid accidents and improve tra c e ciency. Beyond safety applications, there is also an opportunity to develop information and entertainment services, providing a better driving and riding experience to the vehicle's users. In this work, a platform for communication among vehicles and between vehicles and roadside infrasctuture is developed. The device is designed in accordance with european (ETSI ITS-G5) and american (IEEE WAVE) standards, which specify that Dedicated Short Range Communications (DSRC) technology in 5.9 GHz frequency band will be used for this type of communications. To provide safety and infotainment services simultaneously, the platform also integrates two radios, one dedicated to road safety and the other to be used in all kind of applications. Another requirement of the design is that it should provide an open, exible and easily recon gurable platform, in order to allow the development of new techniques and protocols, such as spatial diversity or fault tolerance mechanisms. These properties are di cult to obtain in commercial devices, having been achieved through a design based in the Software De ned Radio (SDR) concept and recon gurable hardware. Finally, the multi-radio platform is tested in a laboratory environment and the obtained results show that it could transmit and receive with reduced packet error rate for all modulations classi ed as mandatory by the standards. Therefore, this platform can be used as a framework for future research and development in this area