详情

原文传递车载无线自组网中MIMO技术的应用与信道建模

论文题名：	车载无线自组网中MIMO技术的应用与信道建模
关键词：	车载无线自组网;MIMO技术;信道建模;有限谐波函数叠加法;黎曼和法
摘要：	车载无线自组网(VANET)是一种新型的用于城市道路上的无线自组织网络。它设计的初衷是为了能够预判,防止道路重大交通意外的发生。它以各个车辆作为网络的通信节点,并通过基于移动通信基础的短距离无线通信技术,使得车辆之间能够迅速有效的交换各自的车辆信息,从而能够让驾驶员在发生交通意外之前提前得知状况的发生,并从而规避意外或者减少意外带来的损失。目前车载无线自组网已经得到世界各国以及世界知名汽车厂商的重视。本文以VANET研究中最为基础的信道建模作为研究方向。通过将MIMO技术作为信道建模的技术背景,将重点放在最容易发生交通意外的T字路口的VANET信道建模上。　　第一,本文运用有限谐波函数叠加法(SOC)法作为模型建立的主要算法完成了模型的建立。SOC法是一种以等距频率和随机相位的有限加权谐波函数的叠加来模拟高斯随机过程的方法。在建立T字路口信道模型时,首先将模型根据实际情况和计算难度进行了合理化简化,在计算信号分矢量时,去除了对信号影响不大的多次散射分量,而只考虑一次散射分量和二次散射分量。由于T字路口由两条道路组成,为了便于讨论,在讨论模型时所用的MIMO阵列为2*2阵列,在便于讨论的同时不失一般性。并且假设每条道路的散射体分布均匀且散射体数目为无穷多个,从而最终的接受到的信号是由单独经过两条道路之一的两种一次散射分量以及在两条道路均进行过散射的二次散射分量三部分组成,通过运用SOC法,将三个散射分量部分分别表示出来,从而建立了参考模型。但是由于在实际应用中,散射体数目不能为无穷多个,故而又在参考模型的基础上建立了随机模型和确定仿真模型。从而完成了整个模型的建立。　　第二,对于在模型建立中所需要的参数计算方法进行了讨论和选择。在比较了均方误差法,广义等面积法,黎曼和法等参数计算方法后,通过分析各方法的时域及频域特性,最终选择了更适用于VANET所处的市内环境的黎曼和法(RSM)作为参数的计算方法。　　第三,讨论了城市交通中由于建筑物,车辆,树木等障碍物所带来的路径损耗。并且探讨了路径损耗及其子类阴影损耗的产生原理和影响其大小的因素。在比较讨论了目前主流的lonely-rice模型,Durkin模型Okamura模型,Hata模型等损耗模型后。考虑到VANET所处的城区交通环境因素,最终选择了COST231-Hata模型作为相对应的路径损耗模型。　　第四,完成了路径损耗仿真。通过对不同频率信号的路径损耗仿真分析,得出在允许范围内,信号频率越小,天线高度越高,路径损耗越小的结论。由于VANET中天线高度存在限制范围,因而提出了通过增加路边通信节点的减小路径损耗措施。一方面减少通信间距,并减少信道中途径的障碍物,另一个方面增加了信号天线高度,达到减少路径损耗的效果。　　第五,完成了确定信道模型仿真。在考虑到计算量和实际效果使用两方面因素后,在初始设定值时将散射体数目M,N设为25。通过对信道模型的空间互相关函数,发端空时互相关函数,收端空时互相关函数,时间自相关函数等信道统计特性的分析。得出了信道模型性能受散射体数目,车辆间距等因素的影响。并通过比较参考模型与确定模型的误差值证明了该信道模型的实用性。并且在论文最后提出了VANET信道建模的下一步研究方向和重点。
作者：	孙峙岳
专业：	电子与信息工程
导师：	许荣庆
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文