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近年来,蜂窝车联网(Cellular-Vehicle to Everything, C-V2X)使得车辆与周围环境以及云端互联,达到降低事故率与优化交通效率目的,如何有效地协调干扰、分配资源、选择最佳通信模式成为提升蜂窝车联网性能的关键。本文以蜂窝车联网作为研究对象,主要研究了如何对该网络进行干扰协调管理,并采用协作通信策略降低网络中的能量消耗以及收到信息的错误概率。本文对蜂窝车联网的研究主要工作有以下几个方面:
第一,对Cellular-V2X的融合方式以及网络架构进行简要介绍,并对协作通信系统做了简要的概述。然后分析了Cellular-V2X中的信息干扰模型,并介绍了模式选择、资源分配以及功率控制三种干扰协调技术。
第二,针对Cellular-V2X中车联网用户复用蜂窝用户资源而产生相互干扰的问题,提出了一种基于距离变化的干扰协调优化方案。首先使用有效的功率控制方案来获得车联网用户传输功率的上限,然后根据蜂窝用户、车联网用户与基站的距离以及位置的变化,相互约束发射功率,进行干扰协调,减轻两者相互干扰情况,达到比较好的通信网络中断概率性能。数值计算结果表明,蜂窝用户与车联网用户距离越相近,则其相互的干扰越大,并且利用本文所提出的干扰协调方案相比于干扰对齐算法与随机分配算法能利用最小的能量消耗达到更好的干扰协调效果。
第三,针对Cellular-V2X中信息传输效率低以及交通安全问题,利用双中继节点进行信息的协作转发,提高信息传输的效率与准确率。首先对比了放大转发(Amplify-and-forward, AF)与混合译码放大转发(Hybrid Decode-Amplify-Forward, HDAF)协作策略下中断概率性能,并对两种协作策略进行了功率的优化分配,然后提出了双中继HDAF和双中继AF/译码转发(Decode-and-forward, DF)协作方法,并利用矩母函数(Moment generating function, MGF)推导了双中继AF,DF,HDAF, AF/DF四种协作方式下的误码率(Symbol Error Rate, SER)闭合表达式。数值计算结果表明,通过增加不同链路的信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)可以提升车载系统性能,并且当车辆发送信号功率较低时,双中继HDAF协作方式取得的系统性能比AF协作方式优越。
第一,对Cellular-V2X的融合方式以及网络架构进行简要介绍,并对协作通信系统做了简要的概述。然后分析了Cellular-V2X中的信息干扰模型,并介绍了模式选择、资源分配以及功率控制三种干扰协调技术。
第二,针对Cellular-V2X中车联网用户复用蜂窝用户资源而产生相互干扰的问题,提出了一种基于距离变化的干扰协调优化方案。首先使用有效的功率控制方案来获得车联网用户传输功率的上限,然后根据蜂窝用户、车联网用户与基站的距离以及位置的变化,相互约束发射功率,进行干扰协调,减轻两者相互干扰情况,达到比较好的通信网络中断概率性能。数值计算结果表明,蜂窝用户与车联网用户距离越相近,则其相互的干扰越大,并且利用本文所提出的干扰协调方案相比于干扰对齐算法与随机分配算法能利用最小的能量消耗达到更好的干扰协调效果。
第三,针对Cellular-V2X中信息传输效率低以及交通安全问题,利用双中继节点进行信息的协作转发,提高信息传输的效率与准确率。首先对比了放大转发(Amplify-and-forward, AF)与混合译码放大转发(Hybrid Decode-Amplify-Forward, HDAF)协作策略下中断概率性能,并对两种协作策略进行了功率的优化分配,然后提出了双中继HDAF和双中继AF/译码转发(Decode-and-forward, DF)协作方法,并利用矩母函数(Moment generating function, MGF)推导了双中继AF,DF,HDAF, AF/DF四种协作方式下的误码率(Symbol Error Rate, SER)闭合表达式。数值计算结果表明,通过增加不同链路的信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)可以提升车载系统性能,并且当车辆发送信号功率较低时,双中继HDAF协作方式取得的系统性能比AF协作方式优越。