9、天线放置与波束方向对车对车通信信道的影响

天线放置与波束方向对车对车通信信道的影响

1. 引言

美国运输部（USDOT）近期发布了智能运输系统（ITS）战略研究计划。USDOT认识到，车辆之间（车对车，V2V）以及车辆与道路之间（车对基础设施，V2I）的交互有潜力解决安全问题和其他棘手的运输挑战。车对车和车对基础设施的研究被称为IntelliDrive®。车对车通信的关键支撑技术是专用短程通信（DSRC），美国联邦通信委员会（FCC）已为DSRC分配了5.9 GHz（5.850 - 5.925 GHz）的频段，用于ITS应用，包括车辆安全、交通管理、收费和信息传递等。

政府和私人组织投入了大量精力和资金来开发高效的车对车和车对基础设施通信手段。车对车通信可用于在协作感知消息中传递位置、速度和方向等信息，以构建环境图像，用于运动预测，这有助于实现更安全的出行并减少道路事故造成的死亡人数。然而，开发高效的车辆间网络的挑战在于理解随机信道的特性，这些信道会随天线的位置、辐射模式、周围环境以及收发车辆之间的障碍物而变化。

天线作为关键组件，在车对车通信性能中起着重要作用。过去几年，已为车辆通信应用开发了各种天线配置。车对车通信的其他方面还包括天线放置、天线模式、信道建模和信道测量。在无线信道受多次散射和反射影响，直接视线（LOS）不存在或与多径分量共存的情况下，多输入多输出（MIMO）技术被用于利用多径效应。与单输入单输出（SISO）系统相比，MIMO系统可增加信道容量，并在非视线（NLOS）场景中提供更好的性能。

在大多数MIMO系统（包括车对车系统）中，通常使用全向天线。只有少数研究关注定向天线在车对车通信中的应用。有研究提出了一种测量设置，用于研究使用可控波束定向天线改善车对车通信的效果。该设置基于商用