[发明专利]一种基于干扰的二维车载网安全应用的分析方法

说明书

本发明公开了一种基于干扰的二维车载网安全应用的分析方法，属于车载自组网领域。其特征在于：给定发送节点和接收节点的位置，计算接收节点和第i个干扰节点之间距离的分布；计算隐藏终端区域有l个干扰节点的概率；计算接收节点和各个干扰节点间距离总的分布；计算单一隐藏终端区域中所有干扰在接收节点处功率的分布；计算各个区域在接收节点处累积干扰的功率分布；计算接收节点的信噪干扰比SIR的条件分布。然后，对车载网信道容量和QoS进行分析，本发明首先定义了车载网的四个性能指标：PRP、PRR、信道容量、传输容量，并基于干扰模型中求得的信噪干扰比对其进行分析。

技术领域

本发明涉及一种基于干扰的二维车载网安全应用的分析方法，属于车载自组网领域。

背景技术

车载自组网是一种车辆之间相互通信的自组织网络。作为智能交通系统的重要组成部分，车载自组网除了能提供娱乐应用，还包括安全应用，如道路安全预警等。车辆通过周期性地广播信标来交换彼此的位置、速度等信息，从而驾驶员能依据周围车辆的状态和实时路况做出合理的选择。

目前，许多研究集中于车载通信系统的容量和服务质量(QoS)的分析，考虑车载系统能否满足车载网中安全应用的可靠性要求。文献“Packet delivery ratio in k-dimensional broadcast ad hoc networks”是在确定通信距离的假设下进行研究，但实际中车辆的通信距离与其发送功率、信号接收条件和信道衰减有关，因而这种分析方法过于理想化，存在一定的缺陷。文献“MAC and application-level broadcast reliability inVANETs with channel fading”使用基于Scaling-Law的方法分析车载网的容量，但是该方法只能渐进的给出每对通信车辆间的容量，不能应用于实际容量分析。因此文献“Interference-based capacity analysis for vehicular ad hoc networks”提出一种基于信噪干扰比的容量分析方法，该方法采用Nakagami信道衰减模型，并假设车辆服从Log-Normal分布，但该方法只是针对一维车载模型，而且没有考虑隐藏终端时间同步的问题和各种可能的干扰。

综上所述，基于干扰的车载网分析模型更具有实际意义，但现有研究的分析并不全面，因此我们对基于干扰的模型进行优化，并将其扩展至二维车载网环境。

发明内容

本发明的目的是针对现有车载网容量和服务质量(QoS)分析模型存在的问题，提出了一种改进的基于干扰的车载网安全应用分析方法，该方法充分考虑二维车载网环境下的隐藏终端时间同步问题和各种可能存在的干扰，并据此分析了车载网的QoS和信道容量，以满足安全应用的可靠性要求。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于干扰的二维车载网安全应用的分析方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一对分析模型做出如下的假设：

假设a：每条路在每个方向上只有一个车道，因此十字路口可以近似成为交叉线；

假设b：十字路口之间彼此相隔很远，因此通信距离没有重叠；

假设c：所有的车辆都有DSRC通信装置，且发送功率和车长均相等；

假设d：车辆服从泊松分布；

假设e：采用Nakagami信道衰减模型；

假设f：发送节点和干扰之间的距离应小于等于2倍的感知距离。

步骤二基于步骤一的假设建立直角坐标系，并定义d_i为发送节点和干扰节点之间的距离，D_i为接收节点和干扰节点之间的距离，d_s为发送节点和接收节点之间的距离，r_E为发送节点的感知距离。