9、车对车双跳通信系统中双 Nakagami - m 信道容量的统计特性

车对车双跳通信系统中双 Nakagami - m 信道容量的统计特性

1. 引言

级联衰落模型的设计与分析近年来成为研究热点，因其在诸多实际场景中有着广泛应用，比如钥匙孔信道和多跳通信系统。在多输入多输出（MIMO）系统中，若存在钥匙孔效应，各收发天线对间的衰落可用双瑞利过程描述，之后该模型又扩展为双 Nakagami - m 衰落模型。

多跳通信系统属于协作分集技术范畴。在这类系统中，无线节点相互协作，将信息从源移动站（SMS）中继到目的移动站（DMS），显著提升了网络覆盖范围。若无线节点高速移动，多跳通信概念可应用于车对车（V2V）通信系统，即源车辆（SV）或交通控制中心（TCS）通过中继车辆（RV）与目标车辆（DV）进行通信。

在基于放大转发的双跳通信系统中，非视距（NLOS）传播条件下接收信号包络的统计分析已有研究，最初采用双瑞利过程对收发间的整体信道建模，后扩展到双莱斯信道模型。不过，Nakagami - m 过程被认为是比莱斯和瑞利信道模型更通用的信道模型。为推广多跳通信领域的相关研究，有学者对 N * Nakagami - m 模型进行了统计分析，但双 Nakagami - m 信道容量的统计特性尚未得到深入研究，而这类信道在 V2V 双跳通信系统和钥匙孔信道中都有应用。

本文将研究双 Nakagami - m 信道容量的统计特性，具体分析衰落严重程度对其统计特性的影响，并推导信道容量的概率密度函数（PDF）、累积分布函数（CDF）、电平交叉率（LCR）和平均衰落持续时间（ADF）的精确解析表达式。

2. 双 Nakagami - m 信道模型

考虑源车辆（SV）通过中继车辆（RV）与目标车辆（DV）通