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随着智能产业的持续发展和“互联网+”理念的不断深化,车辆的智能网联化将成为未来发展的趋势,而未来智能网联汽车的应用将极大的提升交通运输的效率与安全性。伴随着汽车网联化程度的提高,信息传输的准确性和实时性将变得越来越重要。因此,作为保障信息交互安全的车载无线通信系统的稳定是智能网联汽车发展的重要前提,那么对车载无线信道的特性进行研究就具有十分重要的意义。由于车载信道的时变非平稳性,使得一般的模型仿真难以表现出真实的信道特性,为了准确分析车载信道的真实特性,本文选取了两个常见的交通场景,在路测实验中利用无线信道测量仪采集了5.9GHz频段下的信道冲击响应,并对其进行了研究。本文主要研究内容如下:
首先,本文对测量所采用的信道测量仪的采样信号模型和采样原理进行了分析,基于该测量仪搭建了5.9GHz频段下的测量系统,设计了车载信道测量方案。通过在郊区高速公路及城区主干道路场景下进行的实测活动,获取了测量原始数据。为了便于后续分析,原始数据在经过误差校正和统一规范化处理后,作为本文的研究基础。
其次,为了对时变的车载信道小尺度振幅衰落模型进行研究,本文分析了无线信道的相关理论和假设,并提出了基于信息准则和拟合优度检验的最优模型选择算法。分析后发现,郊区高速公路中信号在收发端之间被遮挡时,最优小尺度衰落模型为Rayleigh分布,其余为Weibull分布,而在城区主干道路中则分别为Rayleigh和Rician分布。之后,进一步分析了不同时段的信道状态。
最后,从能量域、时延域和频域三个方面,对与车载信道质量相关的参数进行了估计并建模。其中,对视距条件下Rician-K因子进行统计建模,并研究了K因子与距离的函数关系;通过功率时延分布分析多径效应对信道的影响,并对均方根时延扩展进行统计建模;通过时延多普勒谱分析多普勒效应对信道的影响,并对均方根多普勒扩展进行统计建模。以上分析的结果表明,道路中的车辆、交通指示牌以及路边高大的建筑物对车载信道的质量有较大的影响。
首先,本文对测量所采用的信道测量仪的采样信号模型和采样原理进行了分析,基于该测量仪搭建了5.9GHz频段下的测量系统,设计了车载信道测量方案。通过在郊区高速公路及城区主干道路场景下进行的实测活动,获取了测量原始数据。为了便于后续分析,原始数据在经过误差校正和统一规范化处理后,作为本文的研究基础。
其次,为了对时变的车载信道小尺度振幅衰落模型进行研究,本文分析了无线信道的相关理论和假设,并提出了基于信息准则和拟合优度检验的最优模型选择算法。分析后发现,郊区高速公路中信号在收发端之间被遮挡时,最优小尺度衰落模型为Rayleigh分布,其余为Weibull分布,而在城区主干道路中则分别为Rayleigh和Rician分布。之后,进一步分析了不同时段的信道状态。
最后,从能量域、时延域和频域三个方面,对与车载信道质量相关的参数进行了估计并建模。其中,对视距条件下Rician-K因子进行统计建模,并研究了K因子与距离的函数关系;通过功率时延分布分析多径效应对信道的影响,并对均方根时延扩展进行统计建模;通过时延多普勒谱分析多普勒效应对信道的影响,并对均方根多普勒扩展进行统计建模。以上分析的结果表明,道路中的车辆、交通指示牌以及路边高大的建筑物对车载信道的质量有较大的影响。