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车辆之间的通信既要求超可靠低时延,同时又对通信数据速率有较高的要求。毫米波(MillimeterWave,mmWave)在带宽上具有优势且能支持高数据速率通信,因此毫米波相关技术在车联网研究领域受到广泛关注。动态环境和高移动性是车辆通信的主要特点,且位于车辆和路边单元等通信实体上的天线高度相对较低,这三种特性为车联网通信的研究和信道建模增加了挑战性。以射线跟踪为代表的确定性信道建模方法通过计算特定位置和环境中传播信道的实现,能准确反映场景对信道的影响,所以射线跟踪是车联网信道建模中的关键技术。
本文基于北京交通大学(BeijingJiaotongUniversity,BJTU)轨道交通控制与安全国家重点实验室开发的高性能射线跟踪仿真平台,对22.1-23.1GHz频段下的车联网信道展开了研究。重构典型的车联网场景模型:城区场景和高速公路场景。通过考虑3GPPTR37.885车联网标准的建议来进行仿真设置,从射线跟踪仿真结果中萃取典型的信道参数,并分析所萃取的参数在不同道路条件下的变化规律。本文主要工作内容如下:
(1)从OpenStreetMap中获取实际车联网通信环境中建筑物的准确尺寸信息并将其导入SketchUp建模软件中,重新构建真实的目标场景模型。根据卫星地图确定场景中交通灯、交通标识牌、公交车站等小型散射体的数量和具体位置,并在路边建立树木模型,使室外场景模型更加贴合实际。
(2)考虑移动车联网的环境、收发信机位置、固定和移动散射体与传统蜂窝移动通信的区别,设计一套针对移动车联网信道的仿真流程。依据场景、车道数量、天线高度、交通流量的不同划分30种仿真方案。依据是否对准天线主瓣、是否存在直射径、以及发生反/散射物体表面的不同划分12个传播分区,探究多种变量设置下的车联网信道。
(3)基于射线跟踪仿真结果,萃取路径损耗、角度域扩展、莱斯K因子等信道参数,分析参数在不同道路条件下的变化规律。针对车联网信道的传播特性,总结了城区/高速公路场景、发射天线高度、交通流量、发射天线主瓣内/外、视距/非视距这五种影响车联网信道的外在因素,定量地分析对比每种因素下不同的信道参数所发生的变化,总结以上因素对车联网信道产生的影响,为毫米波设计和车联网系统的部署提供参考和指导性建议。
本文基于北京交通大学(BeijingJiaotongUniversity,BJTU)轨道交通控制与安全国家重点实验室开发的高性能射线跟踪仿真平台,对22.1-23.1GHz频段下的车联网信道展开了研究。重构典型的车联网场景模型:城区场景和高速公路场景。通过考虑3GPPTR37.885车联网标准的建议来进行仿真设置,从射线跟踪仿真结果中萃取典型的信道参数,并分析所萃取的参数在不同道路条件下的变化规律。本文主要工作内容如下:
(1)从OpenStreetMap中获取实际车联网通信环境中建筑物的准确尺寸信息并将其导入SketchUp建模软件中,重新构建真实的目标场景模型。根据卫星地图确定场景中交通灯、交通标识牌、公交车站等小型散射体的数量和具体位置,并在路边建立树木模型,使室外场景模型更加贴合实际。
(2)考虑移动车联网的环境、收发信机位置、固定和移动散射体与传统蜂窝移动通信的区别,设计一套针对移动车联网信道的仿真流程。依据场景、车道数量、天线高度、交通流量的不同划分30种仿真方案。依据是否对准天线主瓣、是否存在直射径、以及发生反/散射物体表面的不同划分12个传播分区,探究多种变量设置下的车联网信道。
(3)基于射线跟踪仿真结果,萃取路径损耗、角度域扩展、莱斯K因子等信道参数,分析参数在不同道路条件下的变化规律。针对车联网信道的传播特性,总结了城区/高速公路场景、发射天线高度、交通流量、发射天线主瓣内/外、视距/非视距这五种影响车联网信道的外在因素,定量地分析对比每种因素下不同的信道参数所发生的变化,总结以上因素对车联网信道产生的影响,为毫米波设计和车联网系统的部署提供参考和指导性建议。