面向公路智能交通的蜂窝网络通信性能分析
蜂窝移动分析报告
蜂窝移动分析报告引言蜂窝移动通信是一种基于蜂窝结构的无线通信技术，它将通信网络划分为多个小区，每个小区包含一个基站。
蜂窝移动通信已经成为现代通信领域的重要组成部分，支持人们在移动状态下进行语音、数据和多媒体通信。
本报告将对蜂窝移动通信进行分析，探索其发展趋势和应用场景。
1. 蜂窝移动通信的发展历程蜂窝移动通信的发展历程可以追溯到20世纪40年代。
最早的蜂窝移动通信系统采用模拟技术，并在1979年问世。
随着数字技术的发展，蜂窝移动通信也逐渐从2G发展到了4G和5G。
不同的蜂窝移动通信标准包括GSM、CDMA、WCDMA、LTE等，每一代标准都带来了更高的数据传输速率和更好的通信质量。
2. 蜂窝移动通信的工作原理蜂窝移动通信系统的工作原理基于分布式的基站布局，每个基站负责覆盖一个小区。
当移动用户进入一个新的小区时，移动设备会通过无线信号与新的基站建立连接，并通过基站之间的切换来实现移动通信的无缝切换。
在蜂窝移动通信系统中，移动设备和基站之间进行数据传输的主要技术包括频分多路复用、时分多路复用、码分多址等。
3. 蜂窝移动通信的发展趋势蜂窝移动通信技术在不断发展和演进，未来的发展趋势包括以下几个方面：3.1 5G技术的商用化目前，5G技术已经在全球范围内开始商用化，并通过较高的传输速率、低延迟和大容量等特点，为用户提供更好的通信体验。
未来，5G技术将进一步优化网络架构和用户体验，支持更多的智能设备和应用场景。
3.2 蜂窝移动通信与物联网的结合蜂窝移动通信和物联网的结合将为智能家居、智能交通、智能城市等领域带来更多的应用机会。
通过物联网技术，各种智能设备可以实现互联互通，提高生活和工作效率。
3.3 边缘计算的应用边缘计算是一种将计算和数据处理推到网络边缘的技术，可以实现更低的延迟和更高的数据安全性。
蜂窝移动通信与边缘计算的结合将为移动应用提供更好的性能和体验。
4. 蜂窝移动通信的应用场景蜂窝移动通信广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：4.1 移动通信蜂窝移动通信是人们进行语音通话和数据传输的主要方式，支持人们在任何时间、任何地点进行通信。
蜂窝移动通信网络的特点及应用
蜂窝移动通信网络的特点及应用现代人的生活已经离不开移动通信网络，而这个网络的核心便是蜂窝移动通信网络。
它是一种基于无线电的通信技术，可以实现在移动状态下进行语音、数据和视频通信。
本文将对蜂窝移动通信网络的特点及应用进行分析。
一、蜂窝移动通信网络的特点1. 大容量蜂窝移动通信网络可以承载大量的通信流量，可以同时满足各种通信应用的要求。
在一定范围内，只要增加基站的数量和信道的数量，就可以扩展通信网络的容量。
2. 高速率蜂窝移动通信网络的速率比其他无线通信网络要高，可以满足更复杂的数据和视频传输需求。
同时，技术的不断创新也使网速得到不断提升。
3. 广覆盖面蜂窝移动通信网络可以覆盖更广的地域范围，无需铺设复杂的通信线路。
在城市、农村甚至是海洋，都可以实现通信。
4. 低功耗蜂窝移动通信网络的信号可以实现低功耗，也就是说，它可以在低电量的设备上运行，这对于手机等便携设备的使用显得尤为重要。
二、蜂窝移动通信网络的应用1. 移动电话移动电话是蜂窝移动通信网络的最主要应用，通过基站和中继站，实现将通信信号进行转换传输。
通过这种方式，可以让全球范围内的人们进行言语通信。
2. 移动数据蜂窝移动通信网络可以通过通信接口进行数据通信，在数据转换和传输过程中，可以保证数据的完整性和安全性。
3. 网络下一代技术蜂窝移动通信网络作为通信技术的代表，已经成为网络下一代技术的发展方向。
目前，5G网络技术已经快速发展，将会进一步提升通信技术的速率、覆盖范围和容量。
4. 物联网随着物联网概念在全球范围内的普及和落地，蜂窝移动通信网络也逐渐成为物联网通信的基础组成部分。
物联网通过各种物联设备和蜂窝移动通信网络实现信息的互联互通。
总之，蜂窝移动通信网络作为一种重要的通信技术，从诞生之初到现在已经发展至成熟阶段。
在未来，其将继续发挥重要作用，伴随着科技的进步，不断提升技术性能和扩大应用领域。
蜂窝移动通信系统干扰性能分析
蜂窝移动通信系统干扰性能分析刘秋妍(北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京100044)摘要：干扰并不是一个新的现象，自从无线通信应用以来已经困扰无线通信设计师40多年了，并且由于频率资源的匮乏，各种系统设备共用相同的频率，干扰的影响一直存在并且与日俱增。
干扰逐渐称为制约蜂窝移动网络发展的主要瓶颈。
本文简要介绍了蜂窝网络移动通信系统中干扰的机理、影响、模型、性能分析等研究现状，分析了从理论到实践中遇到的难题，指出了研究尚未成熟的研究领域。
关键字：移动通信；蜂窝系统；干扰；性能分析；干扰评估Interference Analysis in Cellular Mobile SystemsLiu Qiuyan(State Key Lab. of Rail Traffic Control and Safety, Beijing Jiaotong University, Beijing, 100044, China)Abstract：Interference is not a novel scenario which has been plagued many a system designer for well over 40 years since the cellular concept was proposed. Interference is ever-increasing significant in the years to come due to the confliction between the scarce frequency bands and the flourishing demands. Interference is becoming the main bottle neck that restricts the development of cellular mobile networks. The mechanism, influence, models, and performance analysis of interference are summarized in this paper. Finally, the applications of the theory to the practice and the future research fields of interference analysis in cellular mobile systems are proposed.Key words：Mobile Communication; Cellular Systems; Interference; Performance Analysis; Interference Assessment1．引言1897年，马可尼（Marchese Guglielmo Marconi）演示了移动无线电通信的第一次实际应用，开启了移动通信的先河，现代意义下的无线通信从此诞生。
LTE车地无线通信系统的原理和应用分析
LTE车地无线通信系统的原理和应用分析车地无线通信系统（Vehicle-to-Ground Wireless Communication System，简称LTE-V）是一种基于LTE（Long Term Evolution）技术的车辆通信系统，它能够实现车辆与网络之间的高速、可靠的无线通信。
本文将分析LTE车地无线通信系统的原理和应用。
首先，我们需要了解LTE车地无线通信系统的原理。
LTE-V利用了LTE通信网络的基础设施，采用蜂窝网络技术实现车辆与地面设施之间的通信。
具体而言，LTE-V主要由UE（User Equipment，用户设备）、eNodeB（evolved Node B，发射与接收基站）和EPC（Evolved Packet Core，演进分组核心网）构成。
在LTE-V中，UE可以是车辆上的终端设备，如车载终端或其他车辆传感器。
eNodeB负责处理无线信号的传输与接收，并与EPC交换数据。
EPC是一个核心网节点，负责控制和管理无线通信系统的连接和数据流的传输，同时也是车辆与云平台之间的接口。
除了这些关键组件，LTE-V还包括车载终端终端间的通信，以及车辆和网络服务器之间的远程通信。
LTE-V的基本原理是通过车辆上的UE设备与基站进行通信，然后通过基站连接到LTE网络，在网络中传输和处理数据。
在通信过程中，车辆上的UE设备会发送包含车辆位置、速度、加速度等信息的数据包给基站。
基站会对这些数据进行处理，并将其发送到EPC中。
EPC会根据接收到的数据包进行车辆信息的匹配和处理，然后将数据发送给相应的云服务器或其他应用程序。
车辆上的UE设备可以通过LTE网络获取来自云平台的信息，如导航、交通信息等。
LTE-V的应用场景十分广泛。
首先，它可以用于车辆之间的通信，实现车辆间的协同工作，如车辆之间的自动驾驶交互、道路拥堵信息的共享等。
其次，LTE-V 可以用于车辆与道路设施之间的通信，如与交通信号灯、停车场等设备的连接，实现智能交通的管理和控制。
蜂窝网络技术简介(十)
蜂窝网络技术简介一、背景介绍随着现代社会的发展，人们对通信技术的需求越来越高。
而蜂窝网络技术作为一种基于无线通信的系统，为我们提供了高效、便捷的通信方式。
本文将对蜂窝网络技术进行简介和分析。
二、蜂窝网络技术的基本原理蜂窝网络技术是将通信区域划分为多个区域，每个区域中设置多个基站或蜂窝，形成一个个类似蜂窝状的通信单元，从而实现了全面覆盖的通信网络。
这种划分可以有效提高通信网的容量，并降低通信的干扰。
三、蜂窝网络技术的分类根据网络的频率使用，蜂窝网络技术可以分为2G、3G、4G和5G 等多个不同的标准。
每个标准都有自己的特点和适用范围。
1. 2G技术2G技术是指第二代移动通信技术，主要以GSM为代表。
此技术采用数字信号传输，实现了语音通信和简单的短信功能。
2G技术的优点在于成本低廉、使用范围广泛，但相比其他版本，其数据传输速度较慢。
2. 3G技术3G技术是指第三代移动通信技术，代表性的是WCDMA和CDMA2000。
相比于2G，3G技术的特点是具备更快的数据传输速度和更高的频谱效率。
这使得用户可以更加方便地进行视频通话、在线观看高清视频等高带宽应用。
3. 4G技术4G技术是指第四代移动通信技术，代表性的是LTE和WiMAX。
4G技术相比于3G技术，在数据传输速度和网络响应时间上更为出色。
这使得高清视频、实时在线游戏等大带宽应用成为可能。
4. 5G技术5G技术是指第五代移动通信技术，是目前最新的标准。
5G技术具备更高的数据传输速度和更低的延迟，可以支持更多终端设备同时连接，实现更广泛的应用场景，如智能交通、工业自动化等。
四、蜂窝网络技术的应用和发展前景蜂窝网络技术在现代生活中扮演着重要的角色。
它不仅将通信带给了人们，也推动了诸多技术的发展。
1. 移动通信蜂窝网络技术使得我们可以在手机上进行语音通话、文字传输、视频通话等各种通信活动。
越来越普及的智能手机，也使人们可以随时随地地进行网络浏览、社交娱乐等活动。
以蜂窝为基础的窄带物联网技术性能和实践
以蜂窝为基础的窄带物联网技术性能和实践1. 引言1.1 背景介绍随着物联网技术的快速发展，人们对以蜂窝为基础的窄带物联网技术的性能和实践产生了极大的兴趣和需求。
对该技术进行深入研究和分析，探讨其原理、性能、实践应用案例以及未来发展方向，对于推动窄带物联网技术的进步和应用具有重要意义。
本文将对以蜂窝为基础的窄带物联网技术进行全面的介绍和分析，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供参考和借鉴。
1.2 研究意义研究以蜂窝为基础的窄带物联网技术的意义在于，可以进一步提高物联网的通信效率和覆盖范围，使得物联网设备之间的连接更加稳定和快速。
这种技术的应用可以大大降低通信成本和能耗，为物联网的普及和推广提供了更好的条件。
通过深入研究以蜂窝为基础的窄带物联网技术，可以探索更多的实际应用场景，并为工业、农业、智慧城市等领域的发展提供新的技术支持。
研究该技术的意义不仅在于促进物联网技术的进步，更在于推动整个社会向着智能化、信息化的方向发展。
2. 正文2.1 窄带物联网概述窄带物联网（NB-IoT）是一种针对物联网应用设计的低功耗、广覆盖、连接性强的通信技术。
与传统的宽带物联网相比，窄带物联网具有更低的成本和更长的电池寿命，适用于大规模物联网设备的连接和数据传输。
窄带物联网通过窄带信道传输数据，可以在较长距离内实现设备之间的通信，克服了传统蜂窝网络在覆盖范围和信号穿透性方面的限制。
窄带物联网还支持大量的设备连接，通过多址访问技术实现了设备之间的高效通信。
NB-IoT技术在物联网领域具有重要的应用前景，可以广泛应用于智能家居、智能城市、工业互联网等领域。
其低功耗、高可靠性和广覆盖的特点使得NB-IoT成为未来物联网发展的重要技术之一。
窄带物联网技术的出现填补了传统物联网技术在低功耗、广覆盖等方面的不足，为物联网应用提供了更多可能性，带来了更多便利和效益。
【字数：208】2.2 以蜂窝为基础的窄带物联网技术原理以蜂窝为基础的窄带物联网技术原理是指利用蜂窝网络技术来构建窄带物联网，实现设备之间的互联互通。
蜂窝网络技术简介(五)
蜂窝网络技术简介引言现代社会已经进入了信息化时代，人们对于快速、高效的通信方式有了更高的要求。
蜂窝网络技术的出现满足了这一需求，成为了移动通信领域的重要技术。
一、蜂窝网络的基本概念蜂窝网络是一种无线通信系统，它以蜂窝状的网络结构为基础，将通信区域划分为若干个小区域，每个小区域内有一个基站负责信号的传输与接收。
这种结构使得蜂窝网络具有较高的通信容量和稳定性。
二、蜂窝网络的发展历史蜂窝网络技术起源于上世纪70年代，最初用于解决固定电话网络的容量问题。
随着科技的不断进步，蜂窝网络技术逐渐应用于移动通信领域，成为了现代移动通信的基石。
三、蜂窝网络的工作原理蜂窝网络通过将通信区域划分为若干个小区域来实现通信。
每个小区域内都有一个基站，负责发送和接收信号。
当用户进行通信时，信号从用户设备经过无线信道传输到所处小区的基站，然后通过网络传输到目标终端设备。
蜂窝网络技术利用频分多址、时分多址等多种技术手段，实现了多用户同时通信。
四、蜂窝网络的优势与挑战蜂窝网络技术的优势在于其高容量、广覆盖及稳定性。
相比于传统的固定电话网络，蜂窝网络不受地域限制，能够实现全球范围内的通信。
然而，蜂窝网络也面临一些挑战，如网络容量的限制、信号干扰等问题。
五、蜂窝网络的应用领域蜂窝网络技术广泛应用于移动通信领域，支持手机通话、短信、移动互联网等功能。
同时，蜂窝网络还应用于物联网、车联网等新兴领域，为智能家居、智能交通等提供了通信支持。
六、未来蜂窝网络的发展趋势随着5G时代的来临，蜂窝网络技术将迎来新的发展机遇。
5G技术将进一步提升蜂窝网络的容量、速度和稳定性，开辟了更多的应用场景。
未来蜂窝网络将与人工智能、云计算等技术相结合，为人们带来更便捷、高效的通信体验。
结语蜂窝网络技术作为移动通信领域的重要支撑，为人们提供了可靠、高效的通信方式。
本文对蜂窝网络的概念、发展历史、工作原理、优势与挑战、应用领域以及未来发展进行了简单介绍。
蜂窝网络技术的不断进步和创新将进一步推动我们的通信体验迈上新的台阶。
蜂窝网络技术简介(六)
一、什么是蜂窝网络技术蜂窝网络技术是一种无线通信技术，它利用蜂窝结构来分割覆盖区域，并将每个区域划分为多个小型区域，每个小型区域都由一个基站覆盖。
这种技术的优势在于其具有大容量、高覆盖范围和高可靠性的特点。
二、蜂窝网络技术的发展历程蜂窝网络技术的发展可以追溯到上个世纪七十年代。
当时，第一代蜂窝网络技术——1G（第一代移动通信系统）的诞生，使得人们可以通过手机进行语音通信。
然而，1G技术的速度较慢，传输容量有限，无法满足不断增长的通信需求。
随着技术的不断进步，到了上世纪九十年代，2G（第二代移动通信系统）技术的推出，使得人们可以通过手机实现更多的功能，如短信发送、互联网接入等。
2G技术的出现引领了移动通信的新时代。
然而，随着人们对移动通信需求的不断增加，2G技术也迅速暴露出了速度慢、传输容量有限等问题。
为了满足高速数据传输的需求，3G（第三代移动通信系统）技术应运而生。
3G技术的问世使得人们可以通过手机实现更快的网速和更高的通信质量。
至此，蜂窝网络技术发展进入了一个新的阶段。
4G（第四代移动通信系统）技术的推出，让人们获得了更加快速和高品质的移动通信体验，如高清视频播放、即时在线游戏等。
4G技术的广泛应用，使得移动互联网在全球范围内得到了迅猛的发展。
目前，随着技术的不断革新，5G（第五代移动通信系统）技术的研发和推广已经进行到了全球范围内。
5G技术具有更高的传输速度、更低的延迟和更大的数据容量。
它将引领移动通信技术进入一个全新的时代，推动数字经济的快速发展。
三、蜂窝网络技术的核心原理蜂窝网络技术的核心原理是利用频率复用技术和空分复用技术来实现多用户的同时通信。
首先，频率复用技术通过将频带划分为多个子载波，不同的子载波分配给不同的用户进行通信，提高了系统的频谱利用率。
这意味着在同一地区内，不同的用户可以同时进行通信，而不会相互干扰。
其次，空分复用技术将每个蜂窝区域划分为多个小型区域，每个小型区域都由一个基站覆盖。
C-V2X PC5接口通信关键技术及性能评估
352022 NO.1汽车与新动力C -V 2XP C 5接口通信关键技术及性能评估申亚飞1 钱肇钧2 冯晓枫1(1.上海机动车检测认证技术研究中心有限公司,上海201805;2.国家无线电监测中心,北京100037)摘要:蜂窝车联网(C -V 2X )通信技术的应用目的在于增强道路交通安全㊂C -V 2X 主要采用模式3和模式4的通信模式㊂分析了C -V 2X 的底层直连蜂窝通信协议(P C 5)接口通信的子帧结构设计㊁同步机制㊁资源池配置㊁资源分配机制等关建技术㊂对基于感知的半持续调度(S -S P S )算法进行了介绍和评估㊂通过在城市道路场景中的仿真验证了资源重选概率和资源预留间隔对数据包接收率(P R R )的影响,以及通过在不同场景中的仿真验证了信道带宽对P R R 的影响㊂关键词:蜂窝车联网(C -V 2X );通信协议;接口技术0 前言车联网借助新一代信息通信技术,提升了车辆智能化水平和自动驾驶能力,提高了交通效率,改善了驾驶员的驾驶体验,为用户提供了智能㊁安全㊁舒适及高效的驾驶服务㊂车联网技术在降低交通事故发生率㊁提高交通效率㊁缓解交通拥挤㊁降低能耗及减少环境污染方面具有重要意义㊂通信技术作为车联网中重要的技术,是实现信息交互的载体,可为车联网提供全方位高效网络连接[1]㊂目前,基于长期演进网络(R 14版本)的车联网(L T E -V 2X )的蜂窝车联网(C -V 2X )通信技术已接近商业化阶段㊂该技术可实现交通工具与其他车辆,以及其他使用短距离通信或蜂巢式网路的道路使用者的有效沟通㊂未来,随着第五代移动通信(5G )技术的强化,C -V 2X 通信技术将大幅提升交通效率和道路安全㊂C -V 2X 通信技术是智能交通运输系统(I T S )的重要组成部分㊂由于涉及到车辆与人员的安全,C -V 2X 通信终端产品在实际投入使用前必须对其进行严格的测试㊂鉴于现场测试的效率较低,成本较高,故使用建模仿真测试方法是车联网行业内公认的最重要㊁最有效的方式之一㊂1 C -V 2X 概述车联网通信支持车辆与任何事物(V 2X )之间的信息交互㊂V 2X 通信模式包括:车与车(V 2V )㊁车与人(V 2P )㊁车与基础设施(V 2I )㊁车与网络(V 2N )的通信交互㊂C -V 2X 是基于第三代移动通信(3G )/第四代移动通信(4G )/5G 蜂窝网络通信技术演化而成的蜂窝车联网通信技术㊂C -V 2X 技术主要采用2种通信模式,分别定义为模式3和模式4㊂2种模式分别对应不同的通信接口[2]㊂图1示出了C -V 2X 模式3通信技术示意图㊂该模式由基站集中控制管理无线资源分配相关工作,车辆仅在基站覆盖范围内才能进行通信,其对应于终端和基站之间的通信接口(U u )㊂在C -V 2X 模式4中,车辆可自主选择无线资源进行V 2X 业务传输,不需要借助基站等网络基础设施㊂该模式采用C -V 2X 的底层直连蜂窝通信协议(P C 5)接口进行通信,利用侧链(S L )发送V 2X 消息,从而实现车辆间的低时延㊁高可靠及高容量通信(图2)㊂图1 C -V 2X 模式3U u 接口通信示意图C -V 2X 通信技术作为面向车辆㊁行人㊁道路基础设施㊁云平台的通信综合解决方案,具备在高速移动环境中低时延㊁高可靠㊁高速率㊁安全的通信能力,能实现更加全方位的连接和更高效的信息交互,以满足车联网362022 NO.1汽车与新动力图2 C -V 2X 模式4P C 5接口直通方式示意图通信的多种应用需求㊂C -V 2X 典型的应用场景包括信息服务㊁交通安全㊁交通效率提升,以及自动驾驶等[3]㊂2 C -V 2XP C 5接口的关建技术C -V 2X 模式4支持车辆之间的直接通信,允许车辆以分布式调度方式自主选择无线通信资源,而不需要通过基站进行资源集中调度㊂本文主要对C -V 2X 模式4的通信方式进行分析和研讨㊂针对车联网应用场景中车辆高速移动的特性,以及数据传输要求低时延㊁高可靠等需求,C -V 2X 标准对子帧结构㊁同步机制及资源池配置进行了增强[4-8]㊂2.1 子帧结构在C -V 2X 应用场景中,车辆运动速度较快,且车辆可能在高频段工作,这会导致多普勒频率发生偏移,对信道产生严重影响㊂因此,需要在C -V 2XP C 5接口通信中优化设计解调参考信号(D M R S )结构㊂C -V 2X 通信技术借鉴了基于长期演进(L T E )网络终端直通技术的D M R S 列结构,将1个子帧中的2列D M R S 增加到4列D M R S ㊂图3示出了C -V 2XP C 5接口通信的子帧结构㊂该结构可使邻近的D M R S 间隔从先前的0.50m s 缩减为0.25m s ,导频密度在时域上有所增加,有效解决了典型高速场景时高频段的信道检测㊁估计及补偿等问题㊂除D M R S 结构外,增强后的C -V 2XP C 5接口通信的子帧结构还包括上下行保护时间(GP )及自动增益控制(A G C )㊂图3 C -V 2XP C 5接口通信的子帧结构2.2 同步机制在C -V 2X 系统中,C -V 2X 通信节点可配置全球卫星导航系统(G N S S)模块,并可直接作为同步源向周围节点提供同步信息㊂同时,基站也可作为同步源之一,通过广播方式将基站与G N S S 之间的时间偏差通知用户,进行时间补偿㊂由于在基站覆盖范围下的节点与基站同步,故基站覆盖范围下的用户也可作为同步源,将基站同步信号发送到基站覆盖范围外的节点㊂因此,C -V 2X 通信技术支持G N S S ㊁节点自同步及基站等3种同步源㊂2.3 资源池配置C -V 2X 利用单载波频分多址(S C -FD M A )支持多用户接入网络㊂同时,C -V 2X 支持10MH z 及20MH z 信道带宽用于传输V 2X 业务,每个信道在时域上被划分为子帧,在频域上被划分为子信道㊂每个子信道由多个资源块(R B )组成㊂资源块是分配给用户的最小时频资源单位,1个资源块在时域上占1m s ,在频域上占180K H z ㊂每个子信道上的资源块数目是可以变化的㊂数据和侧链控制信息(S C I)占用子信道进行传输㊂具体而言,就是数据在传输块(T B )上的物理侧链共享信道(P S S C H )进行传输,每个传输块包含了所有要传输的数据包,传输块的大小取决于数据包大小㊂传输块必须与其关联的S C I 在同一个子帧内进行传输,该S C I 在物理侧链控制信道(P S C C H )上占用2个资源块,S C I 包含了用于传输块的调制和编码方案等控制信息㊂P S C C H 与P S S C H 可采用2种资源配置方式,即邻带资源配置方式和非邻带资源配置方式㊂在邻带资源配置方式中,S C I 和数据在同一子帧的相邻资源块上进行传输,占用1个或多个子信道;在非邻带资源配置方式中,S C I 和数据在同一子帧的非相邻资源块上进行传输㊂图4示出了2种资源池的配置方式㊂图4 资源池的配置方式372022 NO.1汽车与新动力3 基于感知的半持续调度(S -S P S )资源分配机制3.1 S -S P S 资源分配机制概述C -V 2XP C 5接口通信技术采用了一种全新的分布式资源分配方案,即S -S P S 资源分配机制,该机制可以在不借助蜂窝基站的情况下自主选择资源进行周期性消息的传输㊂S -S P S 资源分配算法利用V 2X 业务的周期性特点,通过感知预约周期性的资源传输V 2X 业务,可避免冲突,提高资源利用率,提升传输可靠性㊂假设N 为资源选择或重选时刻,车辆在选择传输资源后相隔时间长度后传输V 2X 业务,并假设半持续周期时间长度,则资源选择窗口的2个时间间隔t 的计算公式如下:t =N +t 1(1)t =N +t 2(2)式(1)中:t 1通常取值为4m s ;式(2)中:t 2通常取值为100m s㊂图5示出了C -V 2XP C 5接口的S -S P S 机制时序㊂候选资源(C S R )是指资源选择窗口内的系统资源,N -1000到N -1之间的时间间隔称为感知窗口㊂车辆在进行资源选择或重选时,会根据过去1000m s 的感知窗口来判断选择窗口内的C S R 是否空闲㊂若C S R 空闲,则资源为可用资源,车辆可选择该C S R 作为传输资源㊂当车辆从可用资源中选定传输资源后,可在式(3)所示的时刻内占用该传输资源传输V 2X 业务,也可以在式(4)所示的时刻内对传输资源的使用进行预约㊂相关计算公式如下:t =N +M (3)t =N +M +l(4)式(3)中:N 为资源选择或重选时刻;M 为车辆在选择传输资源后相隔时间长度㊂式(4)中:l 为半持续周期时间长度㊂图5 C -V 2XP C 5接口S -S P S 机制时序3.2 S -S P S 资源分配过程C -V 2X 模式4通信介质访问控制层(MA C )的资源分配机制主要采用S -S P S 资源分配算法㊂S -S P S 资源分配算法主要分为3个过程:资源感知过程㊁资源选择过程㊁资源重选过程[9]㊂基于S -S P S 资源分配机制,车辆可以根据信道感知结果选择可用的传输资源,并保留此资源便于下一次传输㊂3.2.1 资源感知过程资源感知是执行S -S P S 资源分配算法的先导过程㊂感知的本质就是在感知窗口内检测其他车辆使用资源块的情况,从而在资源选择窗口中确定可用资源㊂在资源选择窗口中,车辆会检测最近1000m s 时域子帧内资源块的使用情况,并根据不断接收的直通链路接收信号强度指示(R S S I )阈值来判断给定的资源块是否空闲㊂在第3代合作伙伴计划(3G P P )中,每个资源块R S S I 阈值通常设为107d B m ㊂若S -R S S I 值大于该阈值,则被认为资源块忙碌,反之,资源块为空闲㊂根据感知结果,车辆可将S -R S S I 在阈值之下的资源块作为可用资源㊂若可用资源小于20%,则该车辆需要增加3d B 的参考信号接收功率(R S R P )阈值,直到建立大于20%的可用资源,否则,车辆将继续执行上述循环步骤㊂3.2.2 资源选择过程在资源感知过程中,当确定了大于20%的可用资源后,需要从中选出最好的20%的可用资源作为传输资源,即具有最低平均S -R S S I 值的20%的可用资源㊂假设Q R S S I 为平均S -R S S I 值,并将其定义为10个子帧的S -R S S I 的平均值,计算公式如下:Q R S S I=ð10j =1Q R S S I (t -100j )10(5)图6 平均S -R S S I 值的计算式中:Q R S S I 为S -R S S I 值;j 为选择窗口;t 为时间间隔㊂Q R S S I 值越小,说明该资源被其他车辆占用的可能性越小,因而选择该资源可以减少资源冲突㊂图6为平均S -R S S I 的计算示意图㊂382022 NO.1汽车与新动力3.2.3 资源重选过程当车辆随机在最好的20%可用资源中选择传输资源时,系统会相应地产生1个资源计数器,该计数器的取值范围为5~10㊂车辆每传输1次V 2X 业务,资源计数器的值相应地减1㊂当资源计数器的值为零时,车辆会以一定概率重新选择新的传输资源㊂3.3 S -S P S算法具体实现步骤图7 C -V 2XS -S P S 算法具体实现步骤图7示出了C -V 2X 中S -S P S 算法的具体步骤[10]㊂S -S P S 算法程序的实现步骤如下:①设置资源选择窗口,把资源选择窗口内的所有资源设为候选资源㊂②车辆连续监测子帧,并记录解码的S C I 和S L 接收信号强度指示测量值,根据感知窗口确定可用资源㊂③设置信号功率阈值T h r e s h R s r p ㊂④设置资源分配参数,初始化集合C S R A ㊁C S R B ㊂其中,C S R A 为资源选择窗口内的所有候选资源,C S R B 为空集㊂⑤在集合C S R A 中,排除R S R P 阈值大于信号功率阈值的候选资源㊂⑥确定大于20%的可用资源㊂若不满足该条件,则将R S R P 阈值增加3d B ,直至满足大于20%的可用资源㊂⑦在C S R A 集合中选择最好的20%可用资源㊂其选择准则为具有最低平均S -R S S I 值的20%可用资源,并放入集合C S R B 中㊂⑧从C S R B 中随机选择资源进行V 2X 业务传输㊂4 仿真分析采用网络仿真器N S 3对C -V 2X 的S -S P S 算法性能进行仿真分析,并评估了资源重选概率㊁资源预留间隔㊁信道带宽对数据包接收率(P R R )的影响㊂P R R 是指在基线距离范围内所有车辆成功接收的数据包数目与所传输的所有数据包数目的比值㊂表1示出了仿真分析的参数㊂表1 C -V 2X 的S -S P S 算法仿真参数参数参数值车辆数量/辆60仿真场景高速公路㊁城市道路㊁城市十字路口车辆到达分布泊松分布数据包大小/B 190数据包发送频率/H z 10发送功率/d B m 23有效天线高度/m 0.5资源预留间隔/m s100t 1/m s4t 2/m s 100资源保持概率/%50调制与编码方案/个20信道带宽/MH z 10,20资源配置方案邻带方案图8示出了城市道路场景中,当信道带宽为10MH z 时,不同资源重选概率下P R R 的变化情况㊂从图中可以看出,随着仿真时间的增加,各条曲线趋于平稳㊂当资源重选概率过高时,S -S P S 性能欠佳,其原因是资源重选概率越高,资源可用性变化将加剧,从而导致通信可靠性较低,P R R 值下降㊂图8 不同资源重选概率下P R R 的变化情况图9示出了城市道路场景中,当信道带宽为10M H z392022 NO.1汽车与新动力时,不同资源预留间隔下P R R 的变化情况㊂随着资源预留间隔的增加,P R R 值有所提升㊂这是因为资源预留间隔增加,车辆在给定时间内可使用的资源数量减少,因此,多个车辆选择同一资源的概率降低,从而资源冲突减少,P R R 有所提升㊂图9 不同资源预留间隔下P R R 的变化情况图10示出了不同场景下不同信道带宽对P R R 值影响的评估情况㊂针对3种不同仿真场景,20MH z 信道带宽的性能优于10MH z 信道带宽的性能㊂这是因为信道带宽越大,可供车辆选择的资源越多,多个车辆选择相同资源的概率将降低,发生碰撞的机率就越小㊂因此,成功接收数据包的数量增加,P R R 增加㊂同时,在高速公路场景下的P R R 性能略优于城市道路场景,其原因是相比于城区道路场景,高速公路场景下的信道模型只包含视距传输,无线网络信道质量较好,因此P R R 性能会有所提升㊂图10 不同带宽对应的P R R 变化情况5 结语本文对C -V 2XP C 5接口通信关键技术进行了概述,并对S -S P S 机制进行了性能评估㊂C -V 2XP C 5接口通信可以在没有蜂窝基础设施支持的场景中为车辆提供车车间的直接通信,C -V 2XP C 5接口通信引入S -S P S 资源分配方案后,系统允许车辆自主地选择和保留无线资源进行消息的传输㊂仿真分析结果表明,资源重选概率㊁资源预留间隔及信道带宽对C -V 2XP C 5接口通信性能具有一定影响㊂随着智能网联汽车产业的迅猛发展,智能驾驶技术已经日臻成熟,但是用于车联网通信的C -V 2X 的频段尚未正式确定㊂因此,通过仿真手段开展对C -V 2X相关资源的配置和通信质量的测试分析,将有助于为我国C -V 2X 的频段分配提供技术支撑,为车联网商用部署打下技术基础㊂参 考 文 献[1]中国信息通信研究院.车联网白皮书(2017)[R ].北京:中国信息通信研究院,2017.[2]E T S I .3r d g e n e r a t i o n p a r t n e r s h i p p r o j e c t ;t e c h n i c a ls pe c if i c a t i o ng r o u p r a d i o a c c e s sn e t w o r k ;s t u d y onL T E -b a s e dV 2Xs e r v i c e s (r e -l e a s e 14):3G P PT R36.885[S ].E U :N i c e ,E T S I ,2016.[3]中国信息通信研究院.C -V 2X 白皮书[R ].北京:中国信息通信研究院,2018.[4]陈山枝,胡金玲,时岩,等.L T E -V 2X 车联网技术㊁标准与应用[J ].电信科学,2018,34(4):1-11.[5]E T S I .3r d g e n e r a t i o n p a r t n e r s h i p p r o j e c t ;t e c h n i c a ls pe c if i c a t i o ng r o u p ra d i oa c c e s sn e t w o r k ;e v o l v e du n i v e r s a l t e r r e s t r i a l r a d i o na c -c e s s (E -U T R A );p h y s i c a l l a y e r p r o c e d u r e s (r e l e -a s e9):3G P P T S 36.213[S ].E U :N i c e ,E T S I ,2018.[6]E T S I .3r d g e n e r a t i o n p a r t n e r s h i p p r o j e c t ;t e c h n i c a ls pe c if i c a t i o ng r o u p ra d i o a c c e s s n e t w o r k ;e v o l v e d u n i v e r s a l t e r r e s t r i a l r a d i o a c c e s s (E -U T R A );m e d i u ma c c e s s c o n t r o l (MA -C )p r o t o c o l s pe c if i c a t i o n :3G P PT S36.321[S ].E U :N i c e ,E T S I ,2018.[7]E T S I .3r d g e n e r a t i o n p a r t n e r s h i p p r o j e c t ;t e c h n i c a ls pe c if i c a t i o ng r o u p ra d i o a c c e s s n e t w o r k ;e v o l v e d u n i v e r s a l t e r r e s t r i a l r a d i o a c c e s s (E -U T R A );r a d i or e s o u r c ec o n t r o l (R R C );p r o t o c o ls pe c if i c a t i o n :3G P PT S36.331[S ].E U :N i c e ,E T S I ,2018.[8]H E X ,L VJ ,Z H A OJ ,e ta l .D e s i g na n da n a l ys i so fas h o r t t e r m s e n s i n g b a s e dr e s o u r c es -e l e c t i o ns c h e m ef o rC -V 2X n e t w o r k [E B /O L ].[2020-05-22].h t t p s ://i e e e x p l o r e i e e e .53yu .c o m /a b s t r a c t /d o c u m e n t /9098860.[9]余翔,陈晓东,王政,等.基于L T E -V 2X 的车联网资源分配算法[J ].计算机工程,2021,47(2):188-193.[10]N A B I LA ,MA R O J E V I C V ,K A U R K ,e t a l .P e r f o r m a n c ea n a l ys i s o fs e n s i n g -b a s e d s e m i -p e r s i -s t e n ts c h e d u l i n g i n C -V 2X n e t w o r k s [E B /O L ].[2018-08-27].h t t p s ://i e e e x p l o r e i e e e .53y u .c o m /a b -s t r a c t /d o c u m e n t /8690600.。
蜂窝技术简介及应用场景
蜂窝技术简介及应用场景蜂窝技术（Cellular technology）是一种移动通信技术，通过将服务区域划分为多个小的“蜂窝”区域，来提供无线通信服务。
蜂窝技术的主要特点是可靠性高、覆盖广、信道资源利用率高。
蜂窝技术不仅是当前移动通信的基础，也是未来5G网络的核心技术之一。
蜂窝技术的应用场景非常广泛，涵盖了个人通信、商业通信以及公共安全等多个领域。
1. 个人通信：蜂窝技术实现了移动电话的普及和便利。
无论是2G、3G还是4G 网络，人们可以通过手机在几乎任何地方进行语音通话、短信交流和数据传输，为人们的个人通信需求提供了极大的便利。
此外，蜂窝技术的发展还催生了移动互联网，人们可以通过手机上网，获取信息、社交、在线购物等。
2. 商业通信：蜂窝技术为企业提供了高效的通信手段，使得商业活动更加便捷。
例如，在物流行业，通过移动通信可以实时追踪货物的位置，提高物流效率和安全性；在销售行业，通过移动通信可以实现移动支付、在线购物等服务，促进商业的发展。
3. 公共安全：蜂窝技术在公共安全领域的应用越来越广泛。
例如，通过移动通信系统可以实现紧急呼叫和定位，便于紧急救援；视频监控系统可以通过蜂窝技术与中心监控室进行实时通信，提高治安管理的效率；应急广播系统可以通过蜂窝技术向大众发布紧急消息，提升公共安全意识。
4. 智能家居：蜂窝技术在智能家居领域也有广泛应用。
蜂窝通信可以使智能设备与用户之间实现互联互通，实现智能家居系统的远程控制和管理。
人们可以通过手机或者其他智能终端与家中的设备进行交互，例如智能门锁、智能照明、智能暖气等，提高生活质量和居住的便利性。
5. 物联网：蜂窝技术是连接物联网设备的重要手段之一。
通过蜂窝网络，可以连接并管理大量的物联网设备，实现远程监控、数据传输和远程控制等功能。
物联网的应用场景非常广泛，例如智能交通系统、智能电网、智能健康监测等，都离不开蜂窝技术的支持。
总之，蜂窝技术作为一种移动通信技术，在个人通信、商业通信、公共安全、智能家居和物联网等多个领域中都有重要应用。
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大 小和数据 包 分布的 智能 交通 业务 模 型 通过 仿真 分析 ，验 证 了 （ ； ｗ（ ： Ｉ ） ＭＡ技 术和 ４ （ Ｌ ＴＦ技 术
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摘 要 ：智 能 交通 系统 是 未 来 交通 系统 的 发展 方 向 ，而蜂 窝移 动通 信 楚 智 能 交通 系统 主要 的 无线
通 信 技 术 研 究 无线通 信 技 术满 足智 能 交通 的通 信 需 求 ，是 实现 智 能 交通 的 关键 选取 具有 代 表 性 的普 通 高速公 路 场 景 ，使 用蜂 窝移 动通 信 网络 覆 盖 ，建 立移 动 速度 、车 流 帚 、用 户数 、数 据 包
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提 供 理论 基 础
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