5G城市车联网通信无线信道测量与建模研究

今天主要跟大家谈谈一些关于5G城市车联网通信无线信道测量与建模研究,和5g车联网性能研究对应的一些知识点,希望能帮助到大家。


下一代移动通信技术、车载互联网技术、智能网联汽车技术的快速发展和融合,引起了人们对车载无线通信系统研究的极大兴趣。


车载无线通信不仅可以实现车辆与外界的基本通信功能,更重要的是可以通过互联通信实现信息共享与交互、实时数据高速传输等。构建系统,实现车辆自主、智能、安全驾驶的目的,为智能交通提供可靠的通信保障。


在通信标准方面,一些组织、国家和地区明确了车载无线通信的行业标准和频段。


目前,主要有两种车载通信标准特定于车辆的专用短程通信(DSRC)和基于蜂窝网络的车载通信C-V2X。


两者各有优缺点,例如C-V2X具有更大的带宽,可以更好地支持数据传输、网络互联等,但通信延迟较大,因此DSRC在安全相关领域应用时效果更好。优于C-V2X


同时,车载通信频段目前主要集中在59GHz左右,未来计划向毫米波频段发展。


城市车辆通信场景分类


当无线信号在不同的通信环境中传播时,就会出现差异。在车载无线通信的情况下,它不仅受到通信车辆周围环境的影响,而且还受到周围建筑物和其他过往车辆等交通特征的影响。


因此,在执行车载无线电信道测量和建模任务之前,必须首先对无线电传播环境进行准确的分类和描述。


回顾车载无线信道研究发现,尽管全交通环境存在差异,但车载无线通信场景大致可分为四种场景高速公路、乡村街道、郊区街道和城市街道。


本文主要对城市地区车辆作战无线信道特性进行测量和建模研究,将通信场景分为两类城市通用车辆通信场景和城市新型路网结构形成的特种车辆通信场景.除以开发建设。


研究重点针对典型城市车载无线通信场景,主要是具有典型城市路口和邻近建筑物的城市街道场景,研究城市中多车辆和建筑物对车载无线信道特性造成的多径效应。


新型城市车辆通信场景主要包括城市环线立交桥、匝道、城市高架声屏障等特殊路网结构,以及城市内河、湖泊桥梁场景。它用于研究特殊的道路结构及其各种影响。车载无线通道桥接结构。


通过对比分析上述两种通信环境下车载无线信道的特性,研究因城市发展而形成的新型路网结构和一般城市交通环境对车载无线通信影响的差异。完成城市车载无线通信系统建设。


现代城市化进程中,为了缓解城市交通拥堵等题,修建了城市环形立交桥道路结构,此类路网结构主要出现在城市内部。


在城市原有道路的基础上修建高架桥,并使用坡道和其他结构将它们连接起来,以保证交通。


由于高架桥的建设主要集中在城市内部,因此通常会在高架桥两侧以及与原有道路连接处安装隔音墙,以减少行驶噪声对居民的影响。


:此类场景的主要特征可以概括为立交桥的速度通常较快,高速公路和公共道路的速度通常在70公里/小时左右。高架路与地面路连通。由于坡道类似于高速公路入口/出口,这里的行驶速度通常在40公里/小时左右。道路或坡道两侧设有声屏障。


由于立交桥两侧和匝道入口处的隔音墙被遮挡,道路结构大大减弱了信号接收强度,影响了车辆无线信道的特性。


典型城市通信场景中的车辆无线电信道测量和建模


图中无线信号传输组件包括无线寻道发射器、天线增益为2dBi的全向发射天线、高精度GPS定位授时天线、2V直流输出不间断电源、UPS。


接收部分包括无线信道测量设备接收端天线,增益为2dBi的全向接收天线、高精度GPS定位授时天线、12V直流输出UPS电源。


另外,发射和接收部件配备大容量笔记本电脑,通过数据传输线与无线信道测量设备连接,指挥和控制无线信道测量活动,并存储和记录GPS和信道测量采集数据。所有数据都在紧凑型汽车中移动。


新型城市路网结构下车载无线信道测量与建模


在道路建设方面,传统的城市道路结构已经不能满足日益增长的交通流量需求,许多城市道路交通开始建成环线。


特别是一些大城市正在通过建设高架城市环线来缓解地面交通拥堵。


与此同时,城市修建的高架线路往往会经过住宅区和办公区。为了减少车辆通行噪声对居民日常生活和工作的影响,大多数城市都采用了立交桥两侧的设置。


特别是,隔音墙结构在地面道路和高架桥交汇的斜坡上更为常见。


就此而言,新的城市路网结构的影响将对车辆无线电信道特性产生不同的影响。


另外,由于地理位置、自然条件等因素的影响,一些城市存在大面积的水环境,其中最常见的是内河、湖泊。


城市发展必须保护内河湖泊,实现宝贵的淡水和航运资源、人与自然的和谐发展。


要解决城市发展与内河湖泊保护和谐共存的题,桥梁建设是最有效的解决方案。


考虑到金属和非金属桥接材料,金属结构增加了车辆无线通信中的多径信号源。


因此,车载互联网通信的研究不能忽视不同网桥结构对车载无线信道特性的不同影响。


坡道对车辆信道幅度衰落的影响分析


衰落深度(FD)用于表征无线信道中小范围衰落引起的信号能量在局部均值附近的变化,是无线通信系统设计中的重要信道参数。


由于本文的无线信道测量使用宽带信号,因此城市车辆无线信道衰落深度分析基于宽带信号的等效窄带处理,并使用10个波长的窗函数来消除大范围衰落对信道的影响。做。特征。


从无线通信系统的角度来看,AFD从测量数据中提取与给定穿越值相关的平交率、LCR和平均衰落持续时间,对车辆无线通信具有更广泛的影响。


电平通过率是指单位时间内接收信号通过给定阈值电平的频率,根据电平通过率的定义和相关原理,本文件规定接收信号从下到上一次通过阈值电平一次。有效通过平均衰落时间确定信号保持低于特定电平的平均持续时间。


电平通过率值代表每个窗口长度的10个波长内的有效交叉数,对于单位均匀性,平均衰落时间也用窗口长度来表示。


从图中可以看出,我们显示了本文研究的四种信道场景在非视距传播区域中测量的电平通过率和平均衰落时间结果。


为了获得对车载无线电信道的相对完整的描述,本文从测量值中推导了三个常见阈值0dB、-2dB和-4dB对应的电平通过率和平均衰落时间值。


城市高架灯的特殊结构和隔音墙结构会阻挡车辆无线无线电信号,造成阴影衰落,对城市车辆无线信道的特性产生不可忽视的影响。


城市微蜂窝车载无线信道测量及性能分析


第五代移动通信技术5G的成熟,推动了车载无线通信技术和智能交通系统的快速发展。


V21是车载通信技术的重要组成部分,旨在通过无线通信网络连接车辆和路边基础设备,实现车辆与基础设施之间的通信,收集、交换和共享周围环境和交通的实时信息。提供大量的服务。车辆与路边设备之间的数据传输。


同时,由于数据传输速度和传输容量很大程度上取决于无线信道的性能,因此车辆无线信道特性的测量和分析在5G移动通信技术中非常重要。


在V21通信技术中,大量数据的可靠实时传输对于保证车载无线通信的成功和交通安全非常重要。


目前,随着5G技术的发展而建设的众多小蜂窝网络已成为提供本地网络资源、填补覆盖漏洞、保证服务质量的关键解决方案之一。这提高了5G移动通信网络的覆盖范围,减轻了流量压力。


其中,微微蜂窝Pico-ce1解决方案是微蜂窝类型之一,基站覆盖范围达数十米,可以建立在现有交通信号灯之上。


因此,在本章中,考虑到picocell和V21通信技术在基站部署和通信传播环境方面的相似性,我们对基于车载5G微蜂窝的车辆无线信道的距离相关特性和性能进行分析和分析。无线信道测量研究。


研究结果表明,V2I无线传播有一定的距离,在这个距离内,主要发生来自周围障碍物的反射和散射分量,之后无线信号传播的视距分量受到干扰。


总结


车载无线通信适应新型城市路网结构通信环境的技术需求。基于车载无线信道的特殊性和城市车载无线通信环境的多样性,对车载无线通信进行了一系列的现场测量。我们开展了5G城市车网通信车载无线信道工作,并根据实测数据对代表性信道特征进行了提取、分析和建模研究。


设计了系统的城市车联网通信无线信道测量技术,探索了基于测量值提取信道特征参数的方法,提出了新型路网结构车载无线信道物理模型的构建方法。首次识别了新型路网结构对城市车载互联网的影响,研究了无线通信的影响机制,研究了5G城市微蜂窝车载无线通信信道的特性,并对车辆的性能进行了研究。预测和评估无线通信系统。


参考


【1】VaV,ShimizuTBansalGetal.毫米波通信SurveyJ]网络基础与趋势,2016,101:1-113


【2】程


第五代移动通信技术,或“5G”。“5G”是英文“5th-Generation”的缩写,特指“第五代移动通信系统”。


5G系统的提出和研发与2020年及以后全移动通信的强劲需求不谋而合。2015年6月24日,电信联盟宣布5G技术的正式名称为“IMT-2020”。“IMT-2020”是第五代移动电话通信标准,具有4G网络40倍的传输速度和短延迟时间等特点。并宣布将于2020年制定相关标准。


“5G”:“5G”的概念代表了移动技术的演进和革命,实现了无线生态系统各成员迄今为止设定的多个高级目标。5G被广泛认为是新一代无线技术,它将允许蜂窝网络扩展到新的用例和垂直市场。5G技术还可以将蜂窝网络带入机器世界,带来无人驾驶汽车等好处,并可用于连接数百万个工业传感器和各种可穿戴消费电子设备。


“5G”不同于4G、3G、2G系统。5G是将现有无线接入技术的技术演进与新的互补无线接入技术相结合的解决方案的总称。换句话说,5G将是一个真正融合的网络。这种统一、统一的标准将为人与人、人与物、物与物之间提供快速、安全、自由的连接。


2.5G的主要特点5G的网络架构将变得更加扁平化,强大的基站分层在大型服务器集群之上。还有更多创新,例如“C-RAN”架构。


5G基站体积更小,可安装于多种场景,功能更强大,消除传统汇聚节点。


5G网络速度显着提升。比4G/LTE每秒100M的最大传输速度快100倍。


5G网络必须满足超宽带宽、超高容量、超密站点、超可靠、随时随地接入的要求。因此,业界认为5G应该是宽带、泛在、智能、融合、绿色节能的大规模通信网络。


2023款荣威eRx5是一款支持5G网络、拥有众多先进功能的汽车。首先,高速互联网连接使驾驶员和乘客能够享受无缝的在线和导航体验。


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