本文關(guān)鍵詞： 車聯(lián)網(wǎng) 終端直接通信 干擾 資源分配 中繼選擇　出處：《哈爾濱工業(yè)大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著智能交通的快速發(fā)展和應(yīng)用,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注,目前被研究較多的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是車載自主網(wǎng)(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)和第四代移動通信技術(shù)(Long Term Evolution,LTE)。VANET應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)時存在擴展性低、時延不可控、沒有業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,Qo S)保證等缺點。LTE具有低延時、傳輸速率快、覆蓋廣泛等優(yōu)點,但研究表明LTE應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)時存在頻譜資源匱乏以及基站負載過大等問題。為解決LTE應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下存在的問題,本文將終端直接(Device-to-Device,D2D)通信技術(shù)應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)。D2D技術(shù)是在LTE系統(tǒng)架構(gòu)下支持終端之間直接通信的技術(shù),節(jié)點之間通過復用蜂窩用戶頻譜資源進行直接通信。D2D應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)首先要解決車輛節(jié)點之間通信的頻譜資源分配以及路由選擇問題。傳統(tǒng)情況下的D2D通信在進行資源分配和中繼選擇時,基站需要知道所有可能鏈路的信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI),根據(jù)CSI以及系統(tǒng)模型進行資源分配及中繼選擇。車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下車輛分布密集、節(jié)點數(shù)量較多,要獲取所有信道CSI會導致基站負載過大。同時節(jié)點數(shù)量較多會導致資源分配時間和中繼選擇時間較長。此外,車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下節(jié)點通信具有頻率高、數(shù)據(jù)量小等特點,因此車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下節(jié)點通信對時延和可靠性要求比對容量要求更高。因此降低基站負載以及減少算法時間開銷是車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下無線資源分配和中繼選擇需要關(guān)注的重要問題。本文首先分析了傳統(tǒng)基于CSI可知的資源分配算法在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的問題,探討了基于地理位置分配資源的可行性。之后分析了基于地理位置分配資源存在的問題,給出了優(yōu)化解決方案,提出本文基于位置分區(qū)的無線資源分配算法。最后通過仿真對比,證明了本文基于位置分區(qū)的無線資源分配算法在降低基站負載、減少無線資源分配時間等性能方面具有較大優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上,本文分析了傳統(tǒng)基于信噪比最大的中繼選擇算法在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下存在的問題,探討了基于地理位置選擇中繼的可行性。之后分析了基于地理位置選擇中繼存在的問題,給出優(yōu)化解決方案,提出本文基于位置分區(qū)的中繼選擇算法。最后通過仿真對比,證明了本文基于位置分區(qū)的中繼選擇算法在降低基站負載、減少中繼選擇時間等性能方面具有很大優(yōu)勢。
[Abstract]:With the rapid development and application of intelligent transportation, vehicle networking technology has received extensive attention. At present, vehicle networking technologies are vehicle autonomous Ad-hoc network VANET and 4th generation mobile communication technology, long Term Evolution LTE.VANET, which has low expansibility and uncontrollable delay when it is applied to vehicle networking. LTE has the advantages of low delay, fast transmission rate, wide coverage and so on. However, the research shows that there are some problems in the application of LTE in vehicle networking, such as the lack of spectrum resources and the overloading of base stations. In order to solve the problems existing in the application of LTE in the environment of vehicle networking, In this paper, the terminal direct Device-to-device D2D communication technology is applied to the vehicle networking. D2D technology is a technology to support the direct communication between terminals under the framework of LTE system. Direct communication between nodes by multiplexing cellular user spectrum resources .D2D for vehicle networking must first solve the problem of spectrum resource allocation and routing between vehicle nodes. When resource allocation and relay selection, The base station needs to know the channel state information of all possible links, channel State information, resource allocation and relay selection according to CSI and system model. In order to obtain all the CSI channels, the base station will be overloaded. At the same time, the number of nodes will lead to a longer time of resource allocation and relay selection. In addition, the node communication in the car network environment has the characteristics of high frequency, small data, and so on. Therefore, the requirement of delay and reliability of node communication is higher than the requirement of capacity. Therefore, reducing the load of base station and reducing the time cost of algorithm is the focus of wireless resource allocation and relay selection in vehicle networking environment. First of all, this paper analyzes the problem of traditional resource allocation algorithm based on CSI in the environment of vehicle networking. This paper discusses the feasibility of allocating resources based on geographical location, and then analyzes the problems existing in the allocation of resources based on geographical location, and gives an optimized solution. A wireless resource allocation algorithm based on location partition is proposed in this paper. Finally, the simulation results show that the wireless resource allocation algorithm based on location partition can reduce the load of base station. This paper analyzes the problems of traditional relay selection algorithm based on the maximum signal-to-noise ratio (SNR) in the environment of vehicle network. The feasibility of selecting relay based on geographical location is discussed. Then the problems existing in relay selection based on geographical location are analyzed, and the optimization solution is given. A relay selection algorithm based on location partition is put forward in this paper. It is proved that the proposed relay selection algorithm based on location partition has great advantages in reducing the load of base station and reducing the time of relay selection.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;U495

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本文編號：1524162