摘要
蜂窝车联网技术（CellularVehicle-to-Everything,C-V2X）是近年来的研究热点之一。C-V2X包括V2V（Vehicle-to-Vehicle）、V2I（Vehicle-to-Infrastructure）、V2P（Vehicle-to-Person）、V2N（Vehicle-to-Network）等多种通信类型，其中V2V通信是目前解决道路交通安全问题的主要技术之一。为了提高V2V通信的性能，本文针对资源分配和模式切换展开研究。 本文首先介绍了蜂窝车联网的系统结构和通信类型，分析了V2V通信模式以及不同模式下通信链路的主要性能指标，探讨了V2V通信的频谱资源分配模式，并分析了直通模式下多车频谱复用可能造成的干扰以及资源分配常用研究方法。 为提高蜂窝车联网的频谱资源利用率和吞吐量，本文重点研究了基于直通模式的V2V通信资源分配问题，包括频谱资源分配和功率控制。针对V2V频谱复用模式，即V2V直通链路复用蜂窝用户上行链路频谱资源，本文提出了频谱资源分配算法。仿真结果显示，提出的算法可以很好地降低干扰。然后，本文提出了基于严格潜在博弈的功率控制方案。仿真结果显示，提出的功率控制方案能使V2V直通链路获得更高的平均吞吐量和总能量效率。 最后，本文考虑多个V2V车辆对在动态行驶过程中的通信模式切换场景。对于车辆位置的不确定性，本文建立基于卡尔曼滤波算法的车辆状态预测模型，并通过仿真证明了车辆状态预测模型得到的最优估计位置能够有效降低测量位置的误差。然后，本文提出了基于车辆间最优估计距离的动态V2V通信模式自适应切换方案。本文对不同通信模式下的V2V通信链路的总吞吐量进行仿真分析，结果显示同时存在两种通信模式时，V2V通信链路的总吞吐量最优。在此基础上，对车辆行驶过程中不同模式切换方法进行仿真分析。结果表明，相比于基于车辆间测量距离的模式切换方法，本文提出的模式切换方案能使V2V通信链路获得更高的平均吞吐量。
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