[发明专利]一种隧道场景车对车MIMO无线信道容量估计方法

说明书

本发明涉及一种隧道场景车对车MIMO无线信道容量估计方法，包括：根据无线信号发送车辆、无线信号接收车辆、散射体之间的位置以及车身高度，建立隧道场景下含有无线信号水平地面反射路径的车对车无线信道几何模型；计算所述车对车无线信道几何模型中的角度、信号反射路径长度和多普勒频移；生成隧道场景下含有无线信号水平地面反射路径的车对车无线信道仿真模型，计算隧道场景车对车无线信道容量。本发明在生成的车对车信道仿真模型中添加了无线信号的水平地面反射路径，贴近于隧道环境下的无线信号真实传播特性，可用于隧道场景下的无线信道容量估计；本发明通过调节车对车仿真模型参数，可用于隧道场景下不同车流密度时的无线信道容量估计。

技术领域d

本发明涉及车对车无线通信技术领域，尤其是一种隧道场景车对车MIMO无线信道容量估计方法。

背景技术

随着第五代(fifth-generation,5G)移动通信网络的普及和车联网技术的快速发展，车对车(vehicle to vehicle)通信已经在车载自组织网络、智能交通系统等领域得到了广泛的应用。对于车对车通信系统的开发需要了解底层传播信道的相关信息，因此采用合理的方法准确估计信道中的统计特性具有重要意义，而信道建模是研究电平通过率、衰落持续时间、信道容量等信道统计特性的一种有效手段。

信道容量是通信系统能无差错传输信息的最大速率，是衡量通信系统性能优劣的重要指标，因此对于通信系统信道容量的准确估计受到了学者们的广泛关注。现有文献利用车对车信道模型估计通信系统的信道容量，但多数模型都仅适用于高速公路和城市街道两种典型通信场景，而对于隧道环境这种特殊场景的车对车信道模型的研究则较为缺乏，因此为了能够准确描述隧道场景的无线信号传输特性，从而对该场景下的通信系统信道容量进行准确评估，现有研究提出了适用于隧道场景下的车对车信道模型。但是现有车对车信道模型在刻画隧道场景下的无线信号传播路径时，都忽视了信号发送车辆和信号接收车辆位于同一水平面时的无线信号地面反射路径，即忽略了无线信号的水平地面反射，而实验表明当信号接收端和信号发送端位于同一平面时，无线信号仍然会存在一定量且不可忽视的地面反射分量，到目前为止，还没有一种车对车信道模型能够模拟两车处于同一水平面时的无线信号地面反射路径，这将会给隧道场景下的无线信道容量估计带来一定的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过引入无线信号水平地面反射路径，贴近于隧道环境下的无线信号真实传播特性的隧道场景车对车MIMO无线信道容量估计方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种隧道场景车对车MIMO无线信道容量估计方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)根据无线信号发送车辆、无线信号接收车辆、散射体之间的位置以及车身高度，建立隧道场景下含有无线信号水平地面反射路径的车对车无线信道几何模型；

(2)计算所述车对车无线信道几何模型中的角度、信号反射路径长度和多普勒频移；

(3)生成隧道场景下含有无线信号水平地面反射路径的车对车无线信道仿真模型，计算隧道场景车对车无线信道容量。