两种十字路口场景下车—车通信信道特性分析与建模

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随着移动通信技术每十年一更新的快速发展,移动无线通信技术的应用领域也变得十分广阔,例如,在下一代的智能交通系统宽带无线通信网络中也得到了实际应用。通过无线通信技术把人、车、路以及基础设施等连成一个网络,形成车联网,可以有效地提高交通安全、提升交通速率以及降低环境污染等,这都是传统的传感网络所不具备的优点。更进一步地说,车-车无线通信技术也是未来无人驾驶的技术基石。而一个良好的无线通信系统要依赖于无线信道的性能,它将直接决定无线通信系统的通信质量,而无线信道的性能又取决于其实际所处的环境。因此对于不同场景下车-车无线信道的测量与研究,对建立相应的车-车无线通信系统有着重要的意义。本文针对两种典型的十字路口场景下的车-车无线通信信道进行了实际测量并对其特性进行了分析与建模。本文的主要研究内容如下:(1)首先,对两个十字路口的测量方案进行了设计。本文选取两个典型的十字路口场景,即城区十字路口和郊区十字路口,并使用高精度的信道探测仪搭建了测量系统。之后展开了实际测量活动,得到一批高精度的数据。并对数据进行预处理之后得到了本文所需要的信道冲击响应,为后文信道特性分析与建模提供了数据支撑。(2)其次,对于信道特性分析方面展开了研究。本文主要针对其功率时延分布、时延扩展、多普勒频移以及小尺度振幅衰落分布与实际测量记录相结合进行了分析。并且结合小尺度振幅衰落的判定分析了韦伯分布的参数以及莱斯K因子。本文研究发现城区十字路口环境下有更多的反射径,并且在视距情况下由于有过往车辆的遮挡,其小尺度振幅衰落分布仍然服从瑞利分布,而在郊区十字路口环境下有着更大的多普勒频移。研究结果表明在车-车无线通信中周围建筑物、大型的过往车辆以及较快的车速对信道特性都会造成较大影响。(3)最后,对于信道模型的建立方面展开了研究。本文主要对均方根时延扩展、多普勒时延扩展以及莱斯K因子进行了统计建模研究,并给出了郊区视距情况下莱斯K因子和距离相关的模型。本文还对于两个场景下的路径损耗进行了建模研究,选取几种较为适用于本次测量场景的路径损耗模型,通过三种模型选择方法对两个十字路口场景下最为匹配的路径损耗模型进行了选择。
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