[發(fā)明專利]車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中聯(lián)合發(fā)射天線和中繼車輛選擇的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811345373.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN109379117B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙祥模;侯俊;張陽(yáng);惠飛;馬峻巖;劉鑫一;楊瀾;史昕;謝瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/0413
• 分類號(hào): H04B7/0413;H04B7/06;H04W4/40;H04W24/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中聯(lián)合發(fā)射天線和中繼車輛選擇的方法，首先所有中繼車輛根據(jù)目標(biāo)車輛的導(dǎo)頻信號(hào)估計(jì)信噪比并根據(jù)最大化準(zhǔn)則得到其最佳中繼車輛?目標(biāo)車輛的發(fā)射天線；其次，路側(cè)單元每根天線依次發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，中繼車輛由對(duì)應(yīng)最佳發(fā)射天線進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，在目標(biāo)車輛處得到路側(cè)單元天線對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)信噪比；選擇最大的系統(tǒng)信噪比值對(duì)應(yīng)的路側(cè)單元發(fā)射天線及相應(yīng)的中繼車輛作為該車聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)的路側(cè)單元發(fā)射天線及中繼車輛；本發(fā)明的系統(tǒng)性能與復(fù)雜的最佳選擇方法僅相差1dB，但能以較低的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜度、較短的最佳發(fā)射天線選擇時(shí)間以及極小的反饋時(shí)隙來(lái)完成路側(cè)單元發(fā)射天線和中繼車輛的選擇，從而大大降低車聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)的開銷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交通信息工程及控制領(lǐng)域，具體涉及一種車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中聯(lián)合發(fā)射天線和中繼車輛選擇的方法。

背景技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是指通過(guò)在車輛儀表臺(tái)安裝車載終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛所有工作情況和靜、動(dòng)態(tài)信息的采集、存儲(chǔ)并發(fā)送。車載終端都安裝有多天線，因此，可將多輸入多輸出技術(shù)應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。多輸入多輸出技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)中的更高傳輸速率、更大覆蓋范圍和更強(qiáng)端到端傳輸魯棒性等目標(biāo)的重要支撐技術(shù)。而中繼協(xié)作技術(shù)使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)用戶按照一定規(guī)則共享彼此的天線來(lái)進(jìn)行信息傳輸，可以形成一個(gè)虛擬的多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)端到端傳輸?shù)目煽啃浴Ｒ虼耍谲嚶?lián)網(wǎng)系統(tǒng)中可以結(jié)合多輸入多輸出技術(shù)和中繼協(xié)作技術(shù)來(lái)更好地提升信息傳輸可靠性。

路側(cè)單元和中繼車輛的發(fā)射天線選擇技術(shù)可以在獲得空間分集的同時(shí)有效降低執(zhí)行復(fù)雜度，在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中采用發(fā)射天線選擇可以有效提高系統(tǒng)的抗衰落性能。

目前，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)射天線選擇的方法主要有以下兩種：

一、最優(yōu)天線選擇方法。該方法首先通過(guò)發(fā)送導(dǎo)頻得到每個(gè)中繼車輛到目標(biāo)車輛的最優(yōu)發(fā)射天線；然后路側(cè)單元每根天線依次發(fā)送導(dǎo)頻并經(jīng)過(guò)每個(gè)中繼車輛轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)車輛來(lái)得到對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)信噪比，從中選出最優(yōu)的路側(cè)單元的發(fā)射天線。完成所有發(fā)射天線和中繼車輛選擇需要N_S+MN_S+MN_R時(shí)隙和M+1個(gè)目標(biāo)車輛的反饋時(shí)隙；其中M是中繼車輛數(shù)目，N_S、N_R、N_D分別是路側(cè)單元、每個(gè)中繼車輛和目標(biāo)車輛的天線數(shù)目。

二、以最大化直傳鏈路接收信噪比或最大化中繼鏈路接收信噪比來(lái)選擇直傳鏈路的最佳發(fā)射天線或中繼鏈路的最佳發(fā)射天線進(jìn)行通信。主要步驟為：首先通過(guò)發(fā)送導(dǎo)頻得到每個(gè)中繼車輛到目標(biāo)車輛的最優(yōu)發(fā)射天線；然后路側(cè)單元每根天線發(fā)送導(dǎo)頻并經(jīng)過(guò)每個(gè)中繼車輛轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)車輛來(lái)得到對(duì)應(yīng)的直傳鏈路最佳發(fā)射天線或中繼鏈路最佳發(fā)射天線來(lái)進(jìn)行通信；完成分別天線選擇需N_S+MN_R+2M+1時(shí)隙和N_S+MN_S+MN_R+M+1時(shí)隙。

其中方法一所需時(shí)間長(zhǎng)，反饋開銷大，在目標(biāo)車輛端的計(jì)算復(fù)雜度高；方法二復(fù)雜度稍低，但天線選擇的時(shí)間長(zhǎng)度會(huì)隨著中繼的增加而不斷擴(kuò)大。此外，兩種方法所采用的最大合并比的方式會(huì)增加中繼車輛和目標(biāo)車輛的計(jì)算復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中協(xié)作信號(hào)最大合并比的合并方式復(fù)雜度高的缺點(diǎn)，以及現(xiàn)有天線和中繼車輛選擇所需時(shí)間長(zhǎng)及反饋大的問題，提出一種基于選擇合并的最佳發(fā)射天線和中繼車輛選擇方法，以降低系統(tǒng)復(fù)雜度并縮短選擇時(shí)間。此方法僅需N_S+MN_S+N_D時(shí)隙和1個(gè)反饋時(shí)隙。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中聯(lián)合發(fā)射天線和中繼車輛選擇的方法，具體包括以下步驟：

步驟1，將路側(cè)單元S的天線、目標(biāo)車輛D的天線、中繼車輛R以及每一個(gè)中繼車輛進(jìn)行編號(hào)；

步驟2，通過(guò)目標(biāo)車輛D的所有天線依次廣播導(dǎo)頻信號(hào)，路側(cè)單元和所有中繼車輛在接收到該導(dǎo)頻信號(hào)得到中繼車輛的最佳接收天線；