车联网V2V通信散射信道空时相关特性的仿真研究

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随着“互联网+”时代的来临,智慧交通系统已成为其中重要的组成部分之一,在智慧交通系统中,车辆与车辆(Vehicle to Vehicle,V2V)之间的通信一直是移动通信领域研究的热点话题。在对V2V通信技术的研究中,可以用信道模型来对周围的通信环境进行描述。鉴于V2V通信不同于传统的蜂窝通信,其发射端和接收端都处于高速移动状态,因此传统的信道模型并不适用于V2V通信之中,必须要搭建新的信道模型来对V2V通信信道进行研究。常见的V2V信道建模方法包括确定性信道建模法、统计性信道建模法以及随机性信道建模法。本文采用随机性信道建模法搭建V2V通信信道模型,首先搭建了一个基于移动散射体的二维动态散射信道模型,此信道模型不同于常见的基于规律几何(圆环,圆球以及椭圆等)的信道模型,在本信道模型中,假设周围散射体的分布表示为非固定几何形状,散射体是随机动态运动的,并考虑到信号从发射端到达接收端经过的不同路径,其中包括单次散射路径、双次散射路径以及直射路径,对不同路径下的信道空时相关函数表达式进行了推导,分析了散射次数以及散射体速度分布等因素对二维信道空时相关特性产生的影响。其次,本文基于对二维信道模型的扩展,考虑到真实情况下信号传播过程中的仰角,建立了三维动态散射信道模型,并对空时相关函数和多普勒功率谱密度等信道统计特性进行了推导。该信道模型不同于其他文献中仅考虑到收发端固定的运动速度和方向,本模型假设收发端处于匀速直线和非线性两种运动状态,分析了收发端不同的运动状态下散射次数、散射体速度以及不同散射环境(各向同性散射环境和各向异性散射环境)等因素对三维信道空时相关特性的影响。并运用MATLAB软件进行仿真实验,得到相应的仿真图。最后将本文所搭建信道模型的多普勒功率谱密度和现有文献中多普勒功率谱密度的理论值以及实测值三者进行对比,验证本文所建信道模型的准确性以及引入动态散射的必要性。
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