【摘 要】
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随着通信技术的发展,传统的通信网络在不断发展成熟的同时,也进一步向物联网领域延伸。而车联网作为物联网领域内的一个重要组成部分,也逐渐成为国内外学者的研究热点。车联网节点之间的通信需求主要包括传输各种车载传感器采集的车辆行驶状态数据和多媒体通信等需求。由于车辆高速移动的特性,在车辆通信过程中,不仅对通信节点的连通特性有要求,更重要的对通信的速率也有较高的要求,而通信速率又受到干扰、背景噪声和信道衰落
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随着通信技术的发展,传统的通信网络在不断发展成熟的同时,也进一步向物联网领域延伸。而车联网作为物联网领域内的一个重要组成部分,也逐渐成为国内外学者的研究热点。车联网节点之间的通信需求主要包括传输各种车载传感器采集的车辆行驶状态数据和多媒体通信等需求。由于车辆高速移动的特性,在车辆通信过程中,不仅对通信节点的连通特性有要求,更重要的对通信的速率也有较高的要求,而通信速率又受到干扰、背景噪声和信道衰落等因素的影响。另一方面,传统的低频区的频谱资源日渐匮乏已经成为制约无线通信发展的一个因素。在设计更为先进的通信方案的同时,开发利用高频区的频谱资源也成为另一个研究热点。在此背景下,毫米波频段由于具有270GHz带宽的丰富频谱资源而受到广泛的研究,并且已经有相当丰富的研究成果。因此本文在研究车联自组织网络的过程中,选取毫米波作为传输载体,并且充分考虑同频干扰、信道衰落和阴影效应等通信因素的影响。文章选取一维单向直道路作为研究场景,首先建立毫米波的定向波束成形模型、阴影效应模型和信道衰落模型并在此基础上建立车联自组织网络模型。最后通过随机几何等工具对车辆通信节点受到的干扰进行分析计算,最终得到该网络的覆盖概率、频谱效率等性能参数。同时也比较了采用毫米波频段传输和普通微波频段传输两种情况的网络性能。另一方面,本文也考虑了车辆的不同分布模型对车联自组织网络性能的影响。分别讨论了当车辆的分布和行驶相互独立时选用泊松点过程来描述车辆的空间分布和当车辆之间的行驶和分布状态相互影响时,选用车辆跟驰模型表征车辆的分布两种情况下基于毫米波的车联自组织网络的性能。本文在推导出车辆节点的覆盖概率、最大节点密度和区域频谱效率后,利用蒙特卡洛仿真验证了数值分析结果的正确性,并对结果做了必要的分析。
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