0 引言

相比直接传输，车载协作通信技术可以满足高传输速率、大覆盖范围、高可靠性等无线通信的需求，因而得到广泛应用[1]。在车载协作通信系统中，常采用AF、DF或者HDAF协议。而AF协议对信号的处理过程简单，时延较低，对硬件和系统的复杂度要求不高，在实际应用较多[2]。使用传统的单向中继协作技术的系统在第一时隙和第二时隙存在两路信号传输干扰，消耗了系统的传输功率。相较于传统的单向中继技术，近几年提出的双向中继协作系统虽然需要消耗2～3个时隙，但可以有效改善单向中继协作技术的这一缺陷，节省传输功率，并提高了频谱效率[3-4]，该技术也因此得到深入研究和使用。车辆的离散性和高速移动性、基站天线架设高度较低、散射环境复杂以及建筑物的阻挡等原因，降低了短距离内通信系统的中断性能。文献[5]考虑复杂的车辆周边环境，建立的双瑞利(Double-Rayleigh)衰落模型能较好地反映V2V信道的小尺度衰落特性。文献[6]基于双向中继协作通信系统，研究了基站天线架设高度较高情况下的系统中断性能，对于终端的移动性对系统中断性能的影响未进行充分的考虑。文献[7]在多种基站天线架设高度情况下进行研究分析，得出的相关系数能够较好地反映车辆移动对系统中断性能的影响，但是计算过程较复杂，也未提及相应的功率分配方案。

生产力与生产关系的矛盾、经济基础与上层建筑的矛盾是贯穿于一切社会的基本矛盾，社会的主要矛盾是社会基本矛盾的阶段性呈现。在生产资料私人占有的社会里，生产者与受益者之间产生了背离，解决矛盾要靠阶级斗争。无产阶级取得国家政权以后，社会矛盾大量转化为非对抗性的人民内部矛盾。社会生产也不再以纯粹的盈利为目的，而是回归到满足人民群众的物质文化需要上来。据此，判断社会主要矛盾应当从人民群众的需求出发，而不是从少数人或少数利益集团的需求出发，这是由社会主义社会为民性这一特殊性质决定的。

综上所述，本文建立以架设高度较低的天线为中继的车载双向链路相关性系统模型，并且采用相关系数描述车辆移动造成的双向链路特性。在此基础上，推导出车载双向链路相关性系统的中断概率表达式，并分析相关系数和功率分配系数对系统中断性能的影响。

1 系统模型

车载双向链路相关性系统模型如图1所示，本文的研究场景设为城市普通道路场景。由于城市场景复杂，车辆密度大，通信距离设在200～300 m范围。S表示源节点，即道路上的发送信息的车辆。R表示中继节点，一般为马路旁边的小基站或者车辆等。D表示目的节点，即接收信号的车辆。qs1，qs2，qs3，qsi，…(i∈N)表示位于源节点S周边影响信号传输的散射、衍射或反射物体，od1，od2，od3，odj，…(j∈N)表示在目的节点D周边影响信号传输的阻碍物。根据天线信号呈圆形覆盖，将周边阻碍物体近似圆形散布，为源节点S到阻碍物的半径距离，为目的节点D到阻碍物的半径距离。dSD为源节点S到目的节点D的距离。或者远远小于dSD时，系统信号传输信道服从双瑞利衰落分布[5]。假设接收机已知各信道状态信息，节点之间的工作方式采用半双工。

图1 车载双向链路相关性系统模型

第n时隙：源节点S向周边广播信息，中继节点 R接收到的信息为：

目的节点D接收到的信息为：

在比特币世界中每10 min会产生新增比特币奖励给成功建立新区块的矿工，每个区块的奖励在最初的4年中是50个比特币（4年大概产生21万个区块），之后的4年每个区块是25个比特币，依次类推下去，最终系统只能产生2 100万个比特币[20]。同时，新区块的建立者会获得每笔交易所产生的交易费用。

于2017年9月举行的第四届“跨越太平洋——中国艺术节”，11项展示中华文化艺术成就的活动在旧金山、圣何西、西雅图、波特兰、拉斯维加斯等4个州的多个城市举行，为持续推动中美文化交流与合作搭建舞台。本届艺术节首次设立中国地方文化周，集中推介底蕴深厚、地域特色鲜明的山东文化。孔子第75代孙孔祥林在旧金山图书馆讲述孔子思想及其对世界

源节点S接收到的信息为：

王姐说：段主任，就为了取颗假牙，开胸是不是有点儿太夸张了？段主任说：这颗牙早晚都得取，实在不行，你就得开胸。王姐说：别介呀，您这儿取不出，能不能另外再给推荐一家医院，没准他们有好办法呢。段主任便是一醒，说：两个月前，也有位气管异物患者来咱医院就诊，他掉气管里的好像是个钢笔帽，在咱医院没取出来，我给他们推荐到哈尔滨市第一医院去了，不知道取出来没有。王姐说：哈尔滨市第一医院要是不行呢？段主任说：哈尔滨市第一医院要是不行，省内任何一家都不行，那你们就只能去北京了。王姐说：您和他们那的医生有熟悉吗？段主任说：有熟悉的，两个月前，我还和第一医院呼吸科主任蒋利学院长在一个学术研讨会上见过面呢。

于大三上学期开设计量经济学，总学时适当增加到64～72，注重先修课程的协调与衔接，各课程授课教师需增强教学信息沟通和交流，在授课时不仅要强调课程的理论性，也要重视其应用性，突显其作为经济学工具为经济学服务的地位。

第n+2隙：中继节点R采用最大比合并(Maximal-Ratio-Combining，MRC)技术处理 n时隙和 n+1时隙接收到的信息，得式(5)如下：

1.3 观察指标 比较两组患儿治疗前、后的肺功能指标，包括肺活量(FVC)、第一秒呼出气体容积(FEV1)、 FEV1/FVC、免疫功能指标(CD4+、CD8+、CD4+/CD8+)、血清IgE水平、细胞因子水平(IFN-γ、IL-4)及治疗效果。临床治疗效果判定标准：显效：治疗1周患儿咳痰、气促、呼吸困难症状消失，肺部哮鸣音消失，3个月内无复发；有效：治疗1周患儿咳痰、气促、呼吸困难等症状明显减轻，肺部哮鸣音减轻，3个月内无复发；无效：治疗1周患儿咳痰、气促、呼吸困难等症状无明显好转，甚至加重，肺部哮鸣音无改变甚至恶化。治疗有效率=(显效+有效)例数/总例数×100%。

其中，k1、k2为中继节点 R双向转发的增益因子[5]：

其中，nl(l∈{RS(n+2)，RD(n+2)})表示高斯白噪声，满足均值为0，方差为N0。G1、G2表示功率归一化因子：

其中，E表示发射功率，xS表示源节点S发送的信息，xD表示目的节点D发送的信息。信道衰落系数hm(m∈{SR，SD，DR，DS})满足均值为 0、方差为 Ωm的复高斯分布。nl(l∈{Rn，Dn，R(n+1)，S(n+1)})为高斯白噪声，均值为 0，方差为 N0。

中继节点R采用最大比合并，由于接收方本身已知自身信息，可以在接收到信息之后先消除本身的已知量再进行信息合并。因此，为减少计算消耗，源节点S接收信息的表达式为：

同理可得目的节点D接收信息的表达式为：

多维性医学模拟教学的手段多样，可以培养医学生临床操作能力、临床思维能力、人文关怀及沟通能力等多方面的能力[14]。有研究发现，医学模拟组学员的徒手心肺复苏、胸腹腔穿刺、呼吸机使用3项成绩优于传统授课组学员[15]。

在双向转发链路当中，采用简单便于性能分析的AF方式进行双向转发，其中β为中继节点R的发射功率占比系数，满足 0≤β≤1。

源节点S将中继转发和目的节点传送信息进行合并，所得矩阵形式如下：

其中，阵列 yS、hS、nS分别为：

同理，目的节点D将中继转发和源节点传送信息进行合并，所得矩阵形式如下：

第n+1时隙：目的节点D返回信息，中继节点R接收到的信息为：

中继节点R根据最优功率分配系数βOPT分配功率给其余节点。根据式(25)与式(26)可知，信道容量最大时同样可得中断概率最小[4]。在此系统当中，直接根据信道容量求解最优功率分配系数，计算相对简单，所以将式(34)转化为式(35)：

源节点S-中继节点R传输链路信噪比为：

改革开放40年，是我们党在总结经验、不断反思中前行的40年。这40年让中国发展观念、发展模式发生了很大变化，使中国逐步找到了一条正确的发展道路。认真反思总结这40年的经验，用其指导今天中国发展实践，将助力中国改革开放事业继往开来。

源节点S-目的节点D或反向传输链路的信噪比为：

积极开展“网络研修+校本研修”活动 学校要充分鼓励教师开展网络支持下的校本研修，为教师提供平台支持，结合备课、上课、评课和班级管理等日常教育教学工作开展常规研修活动，采用同课异构、同行评价、专家与培训者指导等方式，提升教师教育教学技能，加深对自己专业的理解。线下的有组织学习和自主学习加深了教师内化理论的过程，将教师的学习过程、内容记录下来，形成具有本区域特色的资源，构建本土化资源库，有助于未来教师的培训。

目的节点D-中继节点R传输链路信噪比为：

当信噪比足够大时，源节点S接收信号信噪比根据统计特性可化简为：

同理，目的节点D接收信号信噪比根据统计特性可化简为：

在车载双向链路相关性系统下，中继节点R到节点S、D的信道容量如式(25)所示：

2 系统性能分析

2.1 中断性能分析

在车载双向链路相关性系统下的中断概率为：

其中，r为传输速率，双向转发传输速率均分为r/2。通过 γS、γD联合概率密度函 数，可求得式(26)中断概率值。

在这首诗中，方干把天下八分文才划给了郑仁规，堪比曹植，在谢康乐之上，连世代文人称道的荀子和宋玉，在此公面前也无法抬头，将这位湖州刺史抬到了无以复加的高度。无独有偶，方干在诗《赠郑端公》中说“圣主伫知宣室事，岂容才子滞长沙”。又把郑仁规比作了才子贾谊，实在是奉承太过。同样，对于李郢这位侍御史，方干也写过不少奉和的诗篇。

在车载双向链路相关性系统模型下，车辆移动使得双向转发链路产生相关性，传输信道衰落系数服从双瑞利分布，得 γS、γD的联合概率密度表达式如下[8]：

其中，I0为第一类零阶修正贝塞尔函数，ρ为相关系数σz，z∈(S，D)为呈双瑞利衰落分布信道的均方差。对式(27)化简可得[8]：

将式(28)代入式(26)化简可得：

1.1 五大重点国有林区道路发展现状。黑龙江大兴安岭森工、龙江森工、内蒙古大兴安岭森工、吉林森工、长白山森工等五大森工重点国有林区共辖87个林业局，下辖895个国有林场，以及117个林场分场（主要在吉林省）、1576个主要旅游景点或林下产业基地和3660个护林点。五大森工重点国有林区共有道路里程94109公里，其中纳入地方公路网规划22412公里、占23.8%，包括国道982公里、省道3210公里、县道1979公里、乡道3691公里、村道12551公里；未纳入地方公路网规划71697公里，其中通护林点的防火专用道42370公里、占59.1%。

其中，ω1、ω2与函数 q(ω1，ω2)分别为：

2.2 最优功率分配

最优功率分配方案对车载双向链路相关性系统有着重要影响。根据式(23)、式(24)可知，式(32)即系统的中断概率与功率分配系数β相关，所以，为了求得中断概率最小则需要对β求最值。根据中断概率最小可得最优功率分配关系式如下：

其中，yD、hD、nD分别为：

总信道容量为：

则对I求β偏导得最值如下：

在第三时隙，中继节点计算源节点S和目的节点D发送的功率，再依据式(36)的最优功率分配系数，同时向源节点S和目的节点D发送信号，可以使得车载双向链路相关性系统的中断概率得到最小化，既保证通信的服务质量，又节省了系统功率。

3 数值分析

为了探讨车载双向链路相关性系统下的中断性能影响因素，本文考率到双向链路的相关性。在相关系数不同取值情况下，并结合功率分配系数相比较，对系统中断性能进行了数值分析。结合传统单向中继协作通信系统，对系统中断概率所得最优功率分配方案做了比较。

忽略双向链路相关性，仅考虑功率分配系数β取值对系统中断性能的影响。设置相关系数ρ=0，此时认为车辆移动造成的链路相关性可以忽略不计。中继节点R发射功率的分配系数分别取 β=0.1、β=0.7。由图2 可知，中断性能随着信噪比的增加而下降。然而信噪比增大到20 dB时，才能对比出两个不同的功率分配系数对应的中断概率曲线的不同。可见忽略相关系数的影响，仅提高功率分配系数对提升系统中断性能的效果不显著。

针对图2的情况，在图3中，设置中继节点的功率分配系数均为β=0.3，观测双向链路相关系数取值分别为 ρ=0.4、ρ=0.8、ρ=1 时，对在车载双向链路相关性系统中断性能的影响。图3中，当 ρ=0.8、ρ=1时，系统中断性能比ρ=0.4差，当信噪比SNR增大到 20 dB后，ρ=0.4对应的系统的中断性能呈指数下降。对比图2和图3可知，相关系数对系统中断性能的影响更大。

图2 仅考虑功率分配系数情况下中断性能随信噪比的变化

图3 同功率分配系数、不同相关系数下中断性能随信噪比的变化

针对图2和图3的情况，图4同时考虑不同的功率分配系数和相关系数对系统中断性能的影响。由图4可知，ρ=1的曲线始终在ρ=0.3的曲线上方，说明影响系统中断性能主要取决于双向链路的相关性。比较ρ=0.3、β=0.4和 ρ=0.3、β=0.7的中断性能曲线，发现并不是功率分配系数β越大，系统中断性能越好。利用合适的功率分配方案，可以有效提高系统的中断性能。

针对图4考虑了不同功率分配系数和双向链路相关系数对系统中断性能的影响，图5考虑在车载双向链路相关性系统下，使用最优功率分配策略对系统中断性能影响。如图5所示，由于城市环境复杂，障碍物较多，车流量大，因此直接传输系统中断性能最差，基本无法保障通信服务质量。传统单向中继协作通信系统的最优功率分配策略次优，经过中继的协作可以有效降低系统的中断概率。而结合双向链路相关系数ρ得出的最优功率分配方案的中断性能，因为结合了两路信号并且考虑到了两路之间的相关性，利用功率分配方案得出的中断性能分析结果，比传统的单向中继协作系统中断性能更优。由图5可知，最优功率分配方案下可以有效节省能耗，平均可以节省功率2~4 dB。

图4 不同功率分配系数和不同相关系数下的中断性能随信噪比变化情况

图5 不同最优功率分配方案随信噪比变化的情况

4 结束语

本文基于建立的车载双向链路相关性系统模型，通过相关系数来描述车辆移动造成的双向链路特性。采用便于性能分析的AF方式求出中断性能的闭式解，简化了计算复杂度，并得到了相应的最优功率分配系数。数值分析表明，车载双向链路相关性系统中，仅仅增大功率分配系数对系统的中断性能影响较小，相关系数比功率分配系数对中断性能影响的幅度更大。结合相关系数，在车载双向链路相关性系统下的最优功率分配方案，对比传统单向AF中继协作通信的最优功率分配方案，可以减少系统功耗，具有一定的实用价值和现实意义。

参考文献

[1]MILANÉS V，SHLADOVER S，SPRING J，et al.Cooperative adaptive cruise control in real traffic situations[J].IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems，2014，15(1)：296-305.

[2]李冬，史浩山，程伟.一种AF-MIMO中继系统中的混合协作方案[J].西安电子科技大学学报，2012，39(2)：35-39.

[3]RAYMOND H Y L，YONGHUI L，BRANKA V，et al.Practical physical layer network coding for two-way relay channels：performance analysis and comparison[J].IEEE Transactions on Wireless Communications，2011，9(2)：764-777.

[4]CAI Y，NI Y Y，ZHU H B.Performance for D2D communication with three-time-slot two-way amplify-and-forward relay protocol[C].China Communications，2015：1-11.

[5]RUISI H，ANDREAS M，FREDRIK T，et al.Measurementbased analysis of relaying performance for V2V communications with large vehicle obstructions[C].2016 IEEE 84th Vehicular Technology Conference(VTC-Fall)，2016：1-6.

[6]REZA S，HAMIDREZA K，ABBAS T，et al.Performance of two-way multi-relay inter-vehicular cooperative networks[C].2014 IEEE Wireless Communications and Networking Conference(WCNC)，2014：520-525.

[7]SWAMINATHAN R，RAJARSHI R，SELVARAJ M D，et al.Performance analysis of triple correlated selection combining for cooperative diversity systems[C].2013 IEEE International Conference on Communications(ICC)，2013：5483-5488.

[8]CHEN Y X，TELLAMBURA C.Distribution functions of selection combiner output in equally correlated Rayleigh，Rician，and Nakagami-m fading channels[J].IEEE Transactions on Communications，2004，52(11)：1948-195.