车载自组织网络车间通信信道建模技术研究

• 作 者: 范奇
• 出 处: 东南大学
• 发表日期: 2017年01期
• 关键词: 车间通信 信道建模 射线追踪 垂直平面发射算法 多线程

车辆间的通信作为车载自组织网络(VANET)中的重要基础,其信道特性的研究对于车间通信系统的设计起着至关重要的指导作用。车间通信相对于传统的蜂窝网无线通信虽然具有一定的相似性,如多径衰落,但同时又具有很多差异性,如车间通信系统中的通信两端都是移动的,发射天线高度和通信距离范围都不同,故不能直接使用传统的无线信道建模方法,需要结合其自身特性建立合适的信道模型。首先,论文总结了车间通信无线信道的和传统蜂窝无线信道的不同点以及常用的无线信道建模方法。然后对射线追踪方法进行了介绍,并着重对垂直平面发射的射线追踪方法进行了详细地介绍。论文采用了这一射线追踪方法对无线信道进行建模,从而获得车间通信无线信道的空-时-频特性。其次,论文分别对城市环境和高速公路环境下的车间通信无线信道进行了仿真,利用信道模型所获得的时间、角度和频率的色散参数信息进行了分析。其中,在城市的环境中又分别对同一街道、十字路口和相隔一个街区三种典型场景分别进行了仿真分析和对比。城市环境下,主要考虑的是建筑物对信号传播的影响,并对不同的建筑物材料对信号强度的影响进行了仿真。公路环境下,在设置的移动模型中,考虑的是车辆,尤其是一些大型车辆对信号传播的影响。另外,还分析对比了经过不同过程(反射、绕射)的射线的损耗程度,确定了不同环境下射线的合适的反射次数上限和绕射次数上限,以减少不必要的射线分支,从而提高算法的运行效率。最后,论文介绍了信道建模的实现过程中的三个重要模块。使用多线程编程的方法实现了算法运行速度的提升,并仿真了算法运行速度和线程个数的之间的关系。