V2V通信干擾建模與功率控制研究.pdf

1、由于近年來機(jī)動(dòng)車的保有量不斷提高，隨之而來的交通擁塞和道路交通安全問題越來越得到人們的重視。為了減少道路擁塞并降低道路安全問題的發(fā)生率，車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。在車聯(lián)網(wǎng)研究中，車輛節(jié)點(diǎn)之間的通信性能和車聯(lián)網(wǎng)安全問題是研究的熱點(diǎn)。
　　在車聯(lián)網(wǎng)無線通信性能優(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

2、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，很多研究者沒有定量地研究通信干擾問題，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)所有車輛的發(fā)射功率都是一樣的，調(diào)節(jié)功率時(shí)全部車輛的發(fā)射功率同步改變，而沒有考慮車輛節(jié)點(diǎn)之間發(fā)射功率不同的情況，更沒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。在車聯(lián)網(wǎng)安全問題中，位置追蹤誤差的高低涉及碰撞預(yù)警等車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用，可以說是車聯(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

3、獲取最新的鄰居車輛狀態(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，也需要車聯(lián)網(wǎng)通信質(zhì)量的保證。
　　為了更好地定量研究車聯(lián)網(wǎng)通信干擾問題，在本文中首先對(duì)車輛間無線通信干擾進(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，將車聯(lián)網(wǎng)功率控制問題

4、抽象為非合作博弈問題。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)車輛節(jié)點(diǎn)應(yīng)該采用的發(fā)射功率。提出車聯(lián)網(wǎng)自適應(yīng)功率控制算法，明確了車輛節(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