智能交通系統(tǒng)中的車對車寬帶無線信道建模.pdf

1、隨著人們生活節(jié)奏的不斷加快和路面運(yùn)行車輛的爆發(fā)式增長，公路交通擁堵和公路、鐵路交通事故頻發(fā)成為困擾整個(gè)社會(huì)的難題。智能交通系統(tǒng)中的車載互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⒐方煌ㄖ械钠嚭透咚勹F路中的列車分別連接起來，使每輛車維持一個(gè)一定范圍內(nèi)的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，以預(yù)防碰撞事故發(fā)生。同時(shí)，車載互聯(lián)網(wǎng)還能有效調(diào)度公路車輛運(yùn)行，為車輛提供合理且最優(yōu)的運(yùn)行路線，以緩解部分地區(qū)的擁堵局面?？梢哉f，車載互聯(lián)網(wǎng)為現(xiàn)代交通運(yùn)輸智能化管理提供了解決方案，而這一切有賴于一個(gè)切

2、實(shí)有效的車載無線通信系統(tǒng)。眾所周知，無線信道建模工作是無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重。因此，我們必須廣泛而深入地開展車對車無線信道建模工作。
　　本文整體研究思路是將車對車通信細(xì)分為汽車對汽車通信和高速鐵路列車對列車通信兩個(gè)分支。首先結(jié)合車對車通信所獨(dú)具的高速移動(dòng)、高多普勒頻移和低天線高度等特點(diǎn)，建立了車對車寬帶無線信道建模理論和方法。研究了大尺度路徑損耗和陰影衰落，小尺度均方根時(shí)延擴(kuò)展、多徑延遲線模型、多徑萊斯K因子和多徑包絡(luò)相關(guān)性等寬

3、帶無線信道建模指標(biāo)。改進(jìn)了無線信道沖激響應(yīng)表達(dá)式，以突顯車對車通信中的多徑生滅特性。提出了適于車對車無線信道建模的統(tǒng)計(jì)概率分布，以反映多徑包絡(luò)的小尺度快速時(shí)變特性。同時(shí)，闡釋了改進(jìn)的非幾何統(tǒng)計(jì)和二維幾何統(tǒng)計(jì)兩種建模方法在車對車無線信道建模中的深刻內(nèi)涵和內(nèi)在聯(lián)系。通過為模型中的發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、靜態(tài)散射體和漫散射體賦予高度維度，本文首次將基于計(jì)算機(jī)仿真的汽車對汽車非幾何統(tǒng)計(jì)性建模方法從二維空間拓展至三維空間。
　　其次，在汽車對汽車無

4、線信道建模方面，本文以無線電波傳播環(huán)境為驅(qū)動(dòng)，劃分了汽車對汽車無線傳播場景，建立了汽車對汽車無線傳播場景四級架構(gòu)。以此為基礎(chǔ)，遴選車輛視距傳播、車輛部分視距傳播（斜坡和立交橋）、車輛非視距傳播和車輛停車場環(huán)境等四大典型汽車對汽車無線通信傳播環(huán)境，采用改進(jìn)的非幾何統(tǒng)計(jì)性建模方法，首次在這些場景中從大尺度路徑損耗，小尺度均方根時(shí)延擴(kuò)展、多徑延遲線模型、多徑萊斯K因子、多徑相關(guān)性和多徑生滅性等寬帶無線信道建模指標(biāo)出發(fā)，提出對應(yīng)的寬帶無線信道模

5、型，以探求視距出現(xiàn)程度對汽車對汽車無線信道特征的影響。同時(shí)，搭建部分視距場景中斜坡和立交橋環(huán)境無線傳播信道仿真平臺以驗(yàn)證實(shí)測信道模型的準(zhǔn)確性。首次將繞射損耗計(jì)算引入汽車對汽車幾何統(tǒng)計(jì)仿真平臺中，從高度維度入手建立由橋體和坡體遮擋引起的陰影衰落損耗模型，從而擴(kuò)大了非幾何統(tǒng)計(jì)性建模方法的可用范圍。
　　最后，對于高速列車對列車無線信道建模，本文劃分了高速鐵路列車對列車無線傳播場景。為解決同軌列車在間隔10Km情況下的直接通信問題，搭建