特殊车载移动场景下信道建模及其MIMO性能研究

发布时间：2022-01-05 19:23

　　近年来,由于对高速公路智能、道路安全、避免车辆碰撞和交通效率的大量需求,车对车（Vehicle-to-Vehicle,V2V）通信受到了广泛的关注。对于V2V通信系统的开发,需要底层传播信道的知识,信道建模是通过可靠描述信道特性来研究实际物理衰落的有效解决方案。因此,对车辆无线电传播信道的深入了解对于调查和设计车辆通信系统至关重要。此外,多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术的优势可以满足对高数据传输不断增长的需求,并通过有效利用多径传播来提高链路可靠性。本文主要基于三维（Three Dimensional,3D）空间衰落信道模型,围绕MIMO多天线信道建模以及车载移动通信的应用展开分析,深入研究MIMO天线阵列、空间衰落相关性（Spatial Fading Correlation,SFC）、多普勒功率谱密度（Dopper Power Spectral Density,DPSD）以及信道容量,以分析模型的统计信道特性,为评估车载移动通信系统的性能提供了重要的理论基础。本文主要从以下三个方面进行了研究:首先,在传统T型交叉路口的基础上进... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

MIMO子信道之间的空间相关性会严重影响M

南京信息工程大学硕士学位论文24率的增加而减小，这与Avazov[39]等构建的城市街道V2V信道模型的频率相关函数走势类似，进一步说明了所提出的模型描述车辆道路通信系统的合理性和可行性。图3.7不同距离条件下的频率相关函数图3.8所示为发射机和接收机之间的距离以及天线间距对空间相关系数的影响分布图。当发射机和接收机同时向交叉路口行驶时，两者之间的距离较小，空间相关系数在天线间距为1时呈上下震荡趋势，最终在空间相关系数为0.4波动，这一趋势与文献[39]的矩形街道场景下的空间相关系数相符。当发射机和接收机远离交叉路口行驶时，距离增大，空间相关系数随着天线间距的增大而迅速减小，这与文献[40]T型路口的研究一致，都可通过增加发射机和接收机所配置的天线阵列距离来减小相关性，以增大信道容量来提高无线通信系统的性能。图3.8不同距离条件下的空间相关系数

第四章隧道环境的统计物理信道特征参数提取与计算274.2隧道物理信道模型本文提出的V2V通信系统信道建模的特殊隧道传输场景如图4.1所示，MT和MR分别表示发射机和接收机，隧道的长度为L，横截面是半径为R的半圆。yxzRLTvRv0LOSNLOS散射体MRMT图4.23D隧道空间模型如图4.2所示，本文使用笛卡尔坐标(x,y,z)表示散射体S(mn)（其中m1,2,,M和n1,2,,N）的位置，TTT(x,y,z)和RRR(x,y,z)（其中TR0xxL和RTRyyR）分别表示发射机和接收机天线阵列的位置，sss(x,y,z)表示镜面反射点(1)S的位置。因为隧道的横截面为半圆，所以z轴可以由y轴表示，即zR2y2。在三维平面中，散射体的位置可以表示为()22mnnx,y,R-y，其中mx和ny都是自由变量。发射端和接收端分别配备有由TN和RN根天线元件组成的均匀线性天线阵列，天线元件之间的间距可以分别表示为T和R。发射机和接收机天线元件在xy平面内相对于x轴方向的角度分别由T和R表示。相似地，发射端和接收端的天线阵列相对于xy平面的仰角分别为T和R。()Tmn（()Rmn）和()Tmn（()Rmn）分别表示离开方位角（AzimuthAngleofDeparture,AAOD）（到达方位角（AzimuthAngleofArrival,AAOA）和离开仰角（ElevationAngleofDeparture,EAOD）（到达仰角（ElevationAngleofArrival,EAOA））。假设发射机和接收机分别以Tv和Rv的速度向与x轴夹角为Tv和Rv的方向行驶，()TlA表示第l根发射天线，()RkA第k根接收天线，(,)TlmnD表示链路()()TlmnAS的距离，(,)RmnkD表

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于车载通信标准街道场景的电磁散射信道模型[J]. 周杰,姚颖莉,邵根富,沈晓燕,刘鹏.  物理学报. 2016(14)
[2]基于三维空间域模型的上行链路信道估计[J]. 周杰,曹志钢,菊池久和.  哈尔滨工程大学学报. 2015(08)



本文编号：3570935