[發明專利]一種隧道場景車對車MIMO無線信道容量估計方法

有效

• 申請號: 202110511358.0
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113225711B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 袁莉芬;張鶴鳴;劉韜;何怡剛
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04W4/46;H04B7/0413
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 吳娜

本發明涉及一種隧道場景車對車MIMO無線信道容量估計方法，包括：根據無線信號發送車輛、無線信號接收車輛、散射體之間的位置以及車身高度，建立隧道場景下含有無線信號水平地面反射路徑的車對車無線信道幾何模型；計算所述車對車無線信道幾何模型中的角度、信號反射路徑長度和多普勒頻移；生成隧道場景下含有無線信號水平地面反射路徑的車對車無線信道仿真模型，計算隧道場景車對車無線信道容量。本發明在生成的車對車信道仿真模型中添加了無線信號的水平地面反射路徑，貼近于隧道環境下的無線信號真實傳播特性，可用于隧道場景下的無線信道容量估計；本發明通過調節車對車仿真模型參數，可用于隧道場景下不同車流密度時的無線信道容量估計。

技術領域d

本發明涉及車對車無線通信技術領域，尤其是一種隧道場景車對車MIMO無線信道容量估計方法。

背景技術

隨著第五代(fifth-generation,5G)移動通信網絡的普及和車聯網技術的快速發展，車對車(vehicle to vehicle)通信已經在車載自組織網絡、智能交通系統等領域得到了廣泛的應用。對于車對車通信系統的開發需要了解底層傳播信道的相關信息，因此采用合理的方法準確估計信道中的統計特性具有重要意義，而信道建模是研究電平通過率、衰落持續時間、信道容量等信道統計特性的一種有效手段。

信道容量是通信系統能無差錯傳輸信息的最大速率，是衡量通信系統性能優劣的重要指標，因此對于通信系統信道容量的準確估計受到了學者們的廣泛關注。現有文獻利用車對車信道模型估計通信系統的信道容量，但多數模型都僅適用于高速公路和城市街道兩種典型通信場景，而對于隧道環境這種特殊場景的車對車信道模型的研究則較為缺乏，因此為了能夠準確描述隧道場景的無線信號傳輸特性，從而對該場景下的通信系統信道容量進行準確評估，現有研究提出了適用于隧道場景下的車對車信道模型。但是現有車對車信道模型在刻畫隧道場景下的無線信號傳播路徑時，都忽視了信號發送車輛和信號接收車輛位于同一水平面時的無線信號地面反射路徑，即忽略了無線信號的水平地面反射，而實驗表明當信號接收端和信號發送端位于同一平面時，無線信號仍然會存在一定量且不可忽視的地面反射分量，到目前為止，還沒有一種車對車信道模型能夠模擬兩車處于同一水平面時的無線信號地面反射路徑，這將會給隧道場景下的無線信道容量估計帶來一定的誤差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種通過引入無線信號水平地面反射路徑，貼近于隧道環境下的無線信號真實傳播特性的隧道場景車對車MIMO無線信道容量估計方法。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種隧道場景車對車MIMO無線信道容量估計方法，該方法包括下列順序的步驟：

(1)根據無線信號發送車輛、無線信號接收車輛、散射體之間的位置以及車身高度，建立隧道場景下含有無線信號水平地面反射路徑的車對車無線信道幾何模型；

(2)計算所述車對車無線信道幾何模型中的角度、信號反射路徑長度和多普勒頻移；

(3)生成隧道場景下含有無線信號水平地面反射路徑的車對車無線信道仿真模型，計算隧道場景車對車無線信道容量。