2026年9月11日下午,北京大学电子学院前沿论坛第104期成功举办。本次讲座邀请瑞典隆德大学Fredrik Tufvesson教授作题为“车联网通信电波传播与信道建模”的报告,由电子学院蔡雪松研究员主持。报告围绕车联网环境中的传播机理、信道测量与建模展开,结合高速公路、城市交叉路口和隧道等场景的案例,介绍车辆移动和周围环境对无线通信的影响。
Fredrik Tufvesson教授现任瑞典隆德大学电气与信息技术系无线电系统教授、IEEE Fellow,长期研究无线传播信道与通信系统之间的相互作用,在无线信道测量与建模、MIMO及分布式MIMO、车联网通信、通感一体化和无线定位等领域开展了深入研究。此次报告从实际传播现象出发,说明如何借助测量分析建立能够反映车联网动态特征的信道模型。

前沿论坛现场
讲座伊始,Tufvesson教授介绍了车对车(V2V)信道与传统蜂窝信道的区别。车联网通信中,收发双方均可能处于移动状态,天线位置较低,道路上的车辆、建筑物及其他散射体共同影响传播路径,信道因此表现出较强的动态性。报告围绕路径损耗、阴影衰落、多径传播和多普勒效应展开,说明这些因素如何影响接收信号,并指出车对基础设施通信与车对车通信在传播条件上的差异。
围绕车载天线,Tufvesson教授展示了不同车辆及安装位置下的天线方向图,比较前挡风玻璃、后挡风玻璃和车顶等位置的辐射特征,说明车辆本身也是影响天线性能和传播特性的重要因素,在分析车联网链路时,需要将天线位置、车体遮挡与周围环境结合起来,理解不同方向上的信号强度差异。

不同安装位置下的车载天线方向图
在非视距传播部分,报告重点讨论了城市交叉路口的信号接收问题。建筑物遮挡直达路径后,反射、绕射和散射等传播机制仍可能使信号到达接收车辆,其贡献随街道结构和车辆位置而变化。Tufvesson教授结合交叉路口示意图、实测地图和多径分量分析,介绍了如何识别不同传播路径,并通过车辆接近路口时的接收信号变化,说明道路几何结构对链路的影响。相关案例使非视距条件下的传播过程得到直观呈现。

城市交叉路口传播场景与测量结果
随后,报告通过高速公路和隧道测量介绍车联网信道的时变特征。高速行驶条件下,收发车辆与散射体之间的相对运动会改变路径长度及多普勒频移;在隧道等场景中,不同多径分量也会随车辆移动持续演化。Tufvesson教授展示了多径分量随时间变化的轨迹,动态信道不仅体现为接收功率起伏,还包含大量多径的生灭。这些测量结果为描述车联网信道的非平稳特征提供了依据。

隧道场景中的多径分量变化
在信道建模部分,Tufvesson教授介绍了基于几何的随机信道模型,将收发车辆、静态散射体及移动散射体的空间关系与随机传播参数结合起来。报告通过道路场景图示说明,不同类型的散射体对信道响应具有不同贡献,模型需要在保留主要传播结构的同时反映环境中的随机变化。

基于几何的随机信道模型
围绕城市交叉路口,报告进一步介绍了V2V信道建模案例。Tufvesson教授展示了从实测数据中跟踪多径分量、将路径轨迹映射到散射体位置的过程,并通过多普勒分辨冲激响应的测量与仿真对比,说明检验模型对主要传播特征描述能力的方法。

多普勒分辨冲激响应的测量与仿真对比
报告内容将传播理论与道路实测案例相结合,从车载天线、非视距接收和多径动态变化,逐步深入到几何随机建模与模型验证,帮助师生理解车联网信道与传统蜂窝信道的区别。现场交流进一步围绕报告内容展开,为师生学习车联网传播特性和信道测量方法提供了机会。本次论坛也说明了实测数据在模型构建与性能评价中的重要作用,为开展车联网通信及相关网络仿真研究提供了参考。

报告结束后的现场交流
报告最后,蔡雪松研究员向Fredrik Tufvesson教授颁发“北京大学电子学院前沿论坛”纪念牌,并合影留念。本次前沿论坛圆满结束。

颁发前沿论坛纪念牌并合影留念