V2V通信干擾建模與功率控制研究
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【摘要】:由于近年來(lái)機(jī)動(dòng)車(chē)的保有量不斷提高,隨之而來(lái)的交通擁塞和道路交通安全問(wèn)題越來(lái)越得到人們的重視。為了減少道路擁塞并降低道路安全問(wèn)題的發(fā)生率,車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)研究中,車(chē)輛節(jié)點(diǎn)之間的通信性能和車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題是研究的熱點(diǎn)。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信性能優(yōu)化研究領(lǐng)域中,功率控制是研究的一個(gè)主要分支。在功率控制中,存在著兩組矛盾。其一是由于功率提升帶來(lái)的信噪比提升與功率提升導(dǎo)致的干擾增大的矛盾;其二是單一節(jié)點(diǎn)功率提升能改善自身通信體驗(yàn),與其他節(jié)點(diǎn)都紛紛效仿導(dǎo)致的整體通信表現(xiàn)下降的矛盾。在以往的研究中,很多研究者沒(méi)有定量地研究通信干擾問(wèn)題,僅僅是定性分析。同時(shí)在研究功率控制時(shí),不少研究者都是假設(shè)所有車(chē)輛的發(fā)射功率都是一樣的,調(diào)節(jié)功率時(shí)全部車(chē)輛的發(fā)射功率同步改變,而沒(méi)有考慮車(chē)輛節(jié)點(diǎn)之間發(fā)射功率不同的情況,更沒(méi)有研究這種情況下導(dǎo)致的節(jié)點(diǎn)間發(fā)射功率的博弈。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題中,位置追蹤誤差的高低涉及碰撞預(yù)警等車(chē)聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用,可以說(shuō)是車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全的基礎(chǔ)性指標(biāo)。為了保證位置追蹤精度,需要獲取最新的鄰居車(chē)輛狀態(tài)的數(shù)據(jù)包,并基于數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析預(yù)測(cè)。因此,也需要車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信質(zhì)量的保證。為了更好地定量研究車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信干擾問(wèn)題,在本文中首先對(duì)車(chē)輛間無(wú)線(xiàn)通信干擾進(jìn)行了建模。依據(jù)不考慮競(jìng)爭(zhēng)時(shí)發(fā)送者數(shù)據(jù)包能否被接收節(jié)點(diǎn)有效接收,將干擾劃分為通信范圍內(nèi)干擾和通信范圍外干擾。并對(duì)兩種干擾采取不同的計(jì)算方式。建模時(shí)充分考慮了節(jié)點(diǎn)發(fā)送速率、發(fā)射功率和拓?fù)浞植嫉纫蛩。在基于博弈論進(jìn)行功率控制從而提高位置追蹤精度部分,將車(chē)聯(lián)網(wǎng)功率控制問(wèn)題抽象為非合作博弈問(wèn)題。將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率作為策略,將每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)其鄰居節(jié)點(diǎn)的位置追蹤誤差作為收益函數(shù),隨后證明了車(chē)聯(lián)網(wǎng)下納什均衡解的存在性和唯一性,并計(jì)算出納什均衡解,即為當(dāng)前狀態(tài)每個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)應(yīng)該采用的發(fā)射功率。提出車(chē)聯(lián)網(wǎng)自適應(yīng)功率控制算法,明確了車(chē)輛節(jié)點(diǎn)調(diào)整發(fā)射功率的流程和具體實(shí)施方式。最后,采用NS3仿真,通過(guò)將本方法與最小發(fā)射功率策略和最大發(fā)射功率策略進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明在低交通流密度下相對(duì)對(duì)照組方法,在平均位置追蹤誤差、平均數(shù)據(jù)包傳輸成功率和平均傳輸時(shí)延上有所改進(jìn)。
【關(guān)鍵詞】:車(chē)聯(lián)網(wǎng) 功率控制 干擾 位置追蹤
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:TP391.44;TN929.5;TN972
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 緒論8-17
- 1.1 研究背景8-10
- 1.2 研究的目的和意義10-11
- 1.3 研究現(xiàn)狀11-15
- 1.3.1 通信干擾建模研究現(xiàn)狀11-12
- 1.3.2 基于功率控制的車(chē)輛位置追蹤精度研究現(xiàn)狀12-15
- 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)15-17
- 2 車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全應(yīng)用相關(guān)的通信技術(shù)17-24
- 2.1 車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全應(yīng)用17-19
- 2.1.1 車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全應(yīng)用場(chǎng)景17-18
- 2.1.2 協(xié)作主動(dòng)安全系統(tǒng)(CASS)18
- 2.1.3 車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全應(yīng)用通信18-19
- 2.2 車(chē)聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)19-20
- 2.3 博弈論基本理論20-24
- 3 車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信干擾建模24-32
- 3.1 無(wú)線(xiàn)信道傳輸模型24-29
- 3.1.1 Free-space模型(自由空間模型)24-25
- 3.1.2 地面反射模型(兩徑模型)25-28
- 3.1.3 奧村(Okumura)模型28-29
- 3.2 車(chē)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)抽象模型29
- 3.3 V2V通信干擾建模29-32
- 4 基于博弈論的車(chē)聯(lián)網(wǎng)功率控制32-39
- 4.1 納什均衡點(diǎn)的證明及計(jì)算32-34
- 4.2 車(chē)聯(lián)網(wǎng)自適應(yīng)功率控制算法34-39
- 5 仿真實(shí)驗(yàn)39-45
- 5.1 NS3仿真器介紹39-40
- 5.2 仿真參數(shù)設(shè)置40-42
- 5.3 仿真結(jié)果分析42-45
- 結(jié)論45-46
- 參考文獻(xiàn)46-49
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況49-50
- 致謝50-51
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本文關(guān)鍵詞:V2V通信干擾建模與功率控制研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):423963
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