V2V通信干扰建模与功率控制研究

发布时间：2017-06-05 15:01

  本文关键词：V2V通信干扰建模与功率控制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于近年来机动车的保有量不断提高,随之而来的交通拥塞和道路交通安全问题越来越得到人们的重视。为了减少道路拥塞并降低道路安全问题的发生率,车联网应运而生。在车联网研究中,车辆节点之间的通信性能和车联网安全问题是研究的热点。在车联网无线通信性能优化研究领域中,功率控制是研究的一个主要分支。在功率控制中,存在着两组矛盾。其一是由于功率提升带来的信噪比提升与功率提升导致的干扰增大的矛盾；其二是单一节点功率提升能改善自身通信体验,与其他节点都纷纷效仿导致的整体通信表现下降的矛盾。在以往的研究中,很多研究者没有定量地研究通信干扰问题,仅仅是定性分析。同时在研究功率控制时,不少研究者都是假设所有车辆的发射功率都是一样的,调节功率时全部车辆的发射功率同步改变,而没有考虑车辆节点之间发射功率不同的情况,更没有研究这种情况下导致的节点间发射功率的博弈。在车联网安全问题中,位置追踪误差的高低涉及碰撞预警等车联网相关应用,可以说是车联网安全的基础性指标。为了保证位置追踪精度,需要获取最新的邻居车辆状态的数据包,并基于数据包进行分析预测。因此,也需要车联网通信质量的保证。为了更好地定量研究车联网通信干扰问题,在本文中首先对车辆间无线通信干扰进行了建模。依据不考虑竞争时发送者数据包能否被接收节点有效接收,将干扰划分为通信范围内干扰和通信范围外干扰。并对两种干扰采取不同的计算方式。建模时充分考虑了节点发送速率、发射功率和拓扑分布等因素。在基于博弈论进行功率控制从而提高位置追踪精度部分,将车联网功率控制问题抽象为非合作博弈问题。将每个节点的发射功率作为策略,将每个节点对其邻居节点的位置追踪误差作为收益函数,随后证明了车联网下纳什均衡解的存在性和唯一性,并计算出纳什均衡解,即为当前状态每个车辆节点应该采用的发射功率。提出车联网自适应功率控制算法,明确了车辆节点调整发射功率的流程和具体实施方式。最后,采用NS3仿真,通过将本方法与最小发射功率策略和最大发射功率策略进行对比,结果表明在低交通流密度下相对对照组方法,在平均位置追踪误差、平均数据包传输成功率和平均传输时延上有所改进。
【关键词】：车联网 功率控制 干扰 位置追踪
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TN972
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 研究的目的和意义10-11
• 1.3 研究现状11-15
• 1.3.1 通信干扰建模研究现状11-12
• 1.3.2 基于功率控制的车辆位置追踪精度研究现状12-15
• 1.4 论文组织结构15-17
• 2 车联网安全应用相关的通信技术17-24
• 2.1 车联网安全应用17-19
• 2.1.1 车联网安全应用场景17-18
• 2.1.2 协作主动安全系统(CASS)18
• 2.1.3 车联网安全应用通信18-19
• 2.2 车联网无线通信技术19-20
• 2.3 博弈论基本理论20-24
• 3 车联网通信干扰建模24-32
• 3.1 无线信道传输模型24-29
• 3.1.1 Free-space模型(自由空间模型)24-25
• 3.1.2 地面反射模型(两径模型)25-28
• 3.1.3 奥村(Okumura)模型28-29
• 3.2 车联网网络抽象模型29
• 3.3 V2V通信干扰建模29-32
• 4 基于博弈论的车联网功率控制32-39
• 4.1 纳什均衡点的证明及计算32-34
• 4.2 车联网自适应功率控制算法34-39
• 5 仿真实验39-45
• 5.1 NS3仿真器介绍39-40
• 5.2 仿真参数设置40-42
• 5.3 仿真结果分析42-45
• 结论45-46
• 参考文献46-49
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况49-50
• 致谢50-51

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