[發(fā)明專利]車聯(lián)網(wǎng)雙重非平穩(wěn)信道模型

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911177440.3
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN112865895A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程翔;黃子蔚
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04W4/46
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出了一個車載信道模型，可在車聯(lián)網(wǎng)的快時變和雙選擇性的場景下，通過路徑的生滅過程和生成具有相關(guān)性的抽頭，聯(lián)合建模車聯(lián)網(wǎng)信道中時域和頻域的雙重非平穩(wěn)特性，為車載系統(tǒng)仿真和分析提供了一個真實(shí)可靠的信道模型。該方案命名為基于車聯(lián)網(wǎng)場景雙重非平穩(wěn)信道建模方案(Vehicular Scenario Based Double Non?stationary Channel Modeling Scheme，VDNCM)。在本發(fā)明中，根據(jù)傳統(tǒng)的車載信道模型建模步驟，進(jìn)一步建模了各路徑隨時間的生滅和具有不同時延的抽頭間的相關(guān)性，從而完成了車載信道的雙重非平穩(wěn)建模。此方案能夠模擬車載信道中四個重要的特性，即時域和頻域非平穩(wěn)特性，視距分量的存在，豐富的多普勒特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，具體涉及一個車聯(lián)網(wǎng)場景下聯(lián)合考慮雙重非平穩(wěn)的信道模型，可以為今后的車載系統(tǒng)的仿真與分析提供一個真實(shí)可靠的信道模型。

背景技術(shù)：

隨著智能交通系統(tǒng)與車輛自組織網(wǎng)絡(luò)研究的迅速發(fā)展，對車載通信信道的研究的熱度也日益提升。車載通信具體是指在智能交通系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上，在車輛上應(yīng)用先進(jìn)的無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交通高度信息化、智能化的手段。所謂車車(vehicle-to-vehicle)通信，即車對車的信息交換，是未來智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。它使得車與車之間能夠通信，實(shí)時獲得一系列的交通信息，從而帶來了諸多優(yōu)勢。進(jìn)一步而言，由于車車通信信道是車載通信的基礎(chǔ)，所以必須設(shè)計(jì)出有效的車載信道才能滿足車載通信的要求。

然而，車車通信由于具有車輛高速行駛、移動區(qū)域受限等特點(diǎn)，其信道與傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)信道有著顯著差別。具體而言，車載信道的傳輸環(huán)境與蜂窩網(wǎng)絡(luò)最大的不同在于：在車載信道中，接收端與發(fā)射端都在移動，從而二者附近都可能存在有大量散射體，且散射體可能也在移動中。另外，接收端和發(fā)射端的高度都較低，盡管傳播距離不長，直射徑(line ofsight，直射路徑)仍更易受阻，故要被合理地建模。因此，設(shè)計(jì)出有效的車載信道具有一定的難度和重大的意義。

根據(jù)建模方法的不同，車載信道模型可以被分為基于幾何的確定模型(geometry-based deterministic models，GBDMs)和統(tǒng)計(jì)模型，后者可以進(jìn)一步分為非幾何統(tǒng)計(jì)模型(non-geometrical stochastic models，NGSMs)和基于幾何的統(tǒng)計(jì)模型(geometry-basedstochastic models，GBSMs)。由于NGSMs具有較低的復(fù)雜度和較高的準(zhǔn)確性，因此，NGSMs的建模方法被廣泛地使用于車載信道建模。

在車載信道中，由于更惡劣的時延擴(kuò)展和多普勒擴(kuò)展特性，以及非平穩(wěn)特性的作用，多徑分量往往呈現(xiàn)出深度衰落現(xiàn)象。其次，信道的非平穩(wěn)特性是因?yàn)榘l(fā)射機(jī)和接收機(jī)和一些有效散射體都是移動的，且發(fā)射器和接收器兩者的全向天線在相對低的高度。另外，由于車車通信距離不長，直射路徑分量經(jīng)常存在。最后，大量實(shí)測結(jié)果表明，每個抽頭具有不同多普勒頻譜的子路徑，包含豐富的多普勒特性。

但是，現(xiàn)有的工作很少還沒有一個車載NGSM信道模型可以完整地描述上述四個車載信道特性，并重點(diǎn)建模車聯(lián)網(wǎng)的雙重非平穩(wěn)特性，即時域和頻域非平穩(wěn)特性。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明提出了一個NGSM車載信道模型，該模型可聯(lián)合建模車聯(lián)網(wǎng)信道中時域和頻域的雙重非平穩(wěn)特性，為車載系統(tǒng)仿真和分析提供了一個真實(shí)可靠的信道模型。該方案命名為基于車聯(lián)網(wǎng)場景雙重非平穩(wěn)信道建模方案(Vehicular Scenario Based Double Non-stationary Channel Modeling Scheme，VDNCM)。本發(fā)明包含以下步驟：

1)生成幅度服從威布爾分布，相位服從非均勻分布的抽頭，并進(jìn)一步建模各抽頭間的相關(guān)性；

2)利用生滅過程，建模抽頭中不同路徑隨著時間變化的出現(xiàn)和產(chǎn)生；

3)假設(shè)不同的抽頭具有不同的時間相關(guān)性，并進(jìn)一步建模了這些抽頭在幅度和相位上的復(fù)雜相關(guān)性；