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隧道场景下基于簇的几何随机V2V信道建模与分析
| 论文题名： | 隧道场景下基于簇的几何随机V2V信道建模与分析 |
| 关键词： | 车联网;信道建模;散射簇;统计特性 |
| 摘要： | 车对车(Vehicle-to-Vehicle，V2V)通信作为实施道路监控、共享路况信息的重要途径，是车联网通信系统不可或缺的一部分。建立准确的V2V信道模型是认识V2V信道特征最有效的手段，但信道特征会受实际场景的影响，尤其是公路隧道由于结构封闭狭长、交通环境复杂，使得信道衰落特征更加复杂。现有V2V信道模型无法做到准确描述隧道环境下的信道特征，本课题立意于建立隧道场景下准确可靠的V2V信道模型，开展了如下工作： 1.基于V2V无线信道建模与特性分析进行理论研究，大量调研了V2V信道测量与建模相关文献。发现大多数隧道场景V2V模型没有考虑动态散射体对信道特性的影响，忽略了散射体移动所导致的非平稳性；且现有研究较少关于动态散射体速度分布对信道特性影响的讨论，这对还原真实通信环境至关重要。上述分析为后续进行隧道场景下V2V信道建模提供了理论基础。 2.针对隧道内车辆分布稀疏的情况，提出一个基于多簇的车对车信道模型，模型中假设在隧道内壁上分布着大量的散射体，结合模型中的几何关系随机生成散射簇的位置分布。采用直射分量、单弹射和多弹射分量分别描述无线信号的视距与非视距传播情况，其中多弹射分量能很好地描述隧道中的波导效应。采用修正的等面积法得到离散角度值，在相应的仿真模型中模拟连续值，推导模型的相关统计特性。数值仿真的结果与理论值拟合较好，验证了所提模型的正确性。 3.针对隧道内车辆分布密集的情况，建立一个三维基于簇的随机信道参考模型。根据环境中簇的运动状态将簇划分为动态簇和静态簇，静态簇位置固定，分布在隧道内壁上，结合信号方位角的初值与收发端的初始位置来确定其位置，并推导出时变的信道参数表达式。动态簇的速度服从混合高斯分布，结合其运动特征提出移动可视域，用于描述簇在时间轴上的演化过程。基于正弦和方法提出相应的仿真模型，研究了信道的非平稳性与小尺度统计特性。与文献中的实测数据进行对比，所提模型能准确体现信道的非平稳性，验证了模型的可用性。 本课题针对隧道场景下V2V通信进行了信道建模，讨论了不同的交通情况以及信道参数变化对于信道特性的影响，对其他场景V2V信道建模与V2V通信系统设计有着一定参考价值。 |
| 作者： | 秦启航 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 邓炳光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆邮电大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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