车联网链路传输及信道接入性能分析.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TN929.5密级：公开UDC：621.3学号：139068车联网链路传输及信道接入性能分析研究生姓名：武贵路导师姓名：徐平平教授申请学位类别博士学位授予单位东南大学一级学科名称信息与通信工程论文答辩日期2018年08月21日二级学科名称通信与信息系统学位授予日期20年月日答辩委员会主席评阅人20年月日.博士学位论文车联网链路传输及信道接入性能分析专业名称：信息与通信工程研究生姓名：武贵路导师姓名：徐平平PERFORMANCEANALYSISOFLINKTRANSMISSIONANDCHANNELACCESS

2、INVEHICULARNETWORKSADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctorofEngineeringBYWUGui-luSupervisedbyProf.XuPing-pingSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以

3、标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论

4、文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要车联网络作为物联网在智能交通系统中发挥着重要应用，是车辆间通信或者车辆与其它物体通信的一种载体。随着现代智能交通系统的快速发展，车联网络受到工业界和学术界越来越多的重视。由于车联网络具有其自身的一些特性，如，拓扑随时变化、行驶方向规律、延时受限等，车联网络性能受到严重限制。传统的一些无线网络技术并不能很好的适用于车联网络。为更好的分析车联网

5、络特性、提高车联网络性能，本论文针对车联网络信道传输特性进行建模，并对车联网络应用中的一些关键技术进行展开研究，同时对不同应用场景进行建模和分析。本论文主要工作和创新点包括以下六个方面：首先，论文研究车联网中车辆访问信道时信道切换引起的高数据包碰撞问题，建立了信道切换分析模型来分析和计算信道切换引起的数据包传输碰撞概率和传输延时。在碰撞概率数学模型和传输延时数学模型建立过程中，考虑到信道切换中车辆动态竞争行为，揭示了数据包突然到达时引起的高竞争访问现象。针对这一问题，本论文设计两种解决方案：等间隔划分信道和随机间隔划分信道，并且分别给出

6、两种解决方案下车联网络传输数据包碰撞概率模型和传输延时模型。通过仿真验证可知，提出的数据包传输碰撞概率模型和传输延时模型能够描述信道切换引起高竞争访问现象的有效性和准确性。同时，仿真结果表明提出的等间隔划分信道方案和随机间隔划分信道方案能够有效减少信道切换时引起的高竞争现象，降低数据包传输碰撞概率和数据包传输延时，同时提高车联网络吞吐量。其次，论文研究车载D2D中继网络中带有多个用户时传输容量问题。通过建立传输容量理论分析模型来分析和计算车联网络传输容量。在分析和计算过程中，假设D2D中继网络中多用户(服务车辆和辅助车辆)工作在正交模式

7、。采用随机集合理论，服务车辆和辅助车辆在车联网络中分别服从泊松点分布。服务车辆与服务车辆通信时，计算辅助车辆存在概率和辅助车辆链路平均距离表达式从而获得传输成功概率。在辅助车辆中继传输扩大传输距离特点下，进一步获得辅助车辆辅助情况下服务车辆与服务车辆通信时传输容量，且考虑到车辆密度和传输功率因素的影响。除此之外，分析了车联网络传输容量与服务车辆与服务车辆之间通信变化的直接链路距离的关系表达式。仿真结果表明通过辅助车辆且调整通信服务车辆之间通信距离、车辆密度等因素可以有效改善传输容量。再次，论文研究5G下车联网络中可靠链路传输问题，建立一

8、个链路服务质量指示器模型来分析和计算传输链路的传输可靠性。在毫米波车联网络中，通过链路传输成功概率和传输延时确定链路服务质量，其中不同的传输成功概率和传输延时相应权值反映链路不同的服务请求。在链路服务质量指