[發明專利]基于車聯網系統中提高車載終端信號交互有效性的方法

有效

• 申請號: 201811346000.1
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109379321B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 趙祥模;侯俊;張陽;惠飛;馬峻巖;劉鑫一;楊瀾;史昕;時恒心;謝瑩
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H04L27/34
• 分類號: H04L27/34;H04L27/36;H04L27/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種基于車聯網系統中提高車載終端信號交互有效性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，對基于LTE-V的車聯網中的原始輸入信號進行串并變換和正交幅度調制，得到正交幅度調制信號S＝[S₀,S₁,...,S_m,...,S_N-1]，N表示基于LTE-V的車聯網系統中的子載波個數；

步驟2，對車聯網系統中的正交幅度調制信號S進行多載波調制和并串變換，得到多載波已調信號s_n；

步驟3，利用抗失真函數T(·)對車聯網系統中多載波已調信號s_n的模值分布進行抗失真變換，獲得抗失真變換信號s_n′，s_n′＝T(s_n)；

步驟4，將步驟3得到的抗失真變換信號s_n′進行D/A變換并通過固態功率放大器進行功率放大后得到信號Sa，將滿足降噪要求的信號Sa通過車聯網系統的發射端進行信號發射；

步驟5，在車聯網系統接收端利用抗失真逆變換函數T^-1(·)對信號Sa進行處理，得到信號s_n″，s_n″＝T^-1(Sa)；

步驟6，對步驟5所得車聯網系統接收端的信號s_n″進行多載波解調，恢復出車聯網系統原始的輸入信號；利用抗失真函數T(·)對車聯網系統中多載波已調信號s_n模值的分布進行抗失真變換，獲得抗失真變換信號s_n′，s_n′＝T(s_n)；

按照如下步驟進行：

步驟(3a)令抗失真變換后信號的模值|s_n′|的概率分布滿足在區間[0,al]內服從均勻分布，而在區間[al，l]內服從斜率為k的線性分布，則|s_n′|的概率密度函數為：

其中h為抗失真函數平均分布值，l為信號概率分布的截止點，參數k為線性分布的斜率，a為平均分布所占總概率分布的百分比；

步驟(3b)由步驟(3a)的概率密度函數得到|s_n′|的累計分布函數為

根據概率密度函數的性質：即可求得：

另外，概率密度函數為的原始多載波信號的功率可表示為：

計算可得，原始多載波信號的功率為σ²；為保持變換前后信號的功率保持不變，變換之后的概率密度函數須滿足：

由上式可求得：

將式(6)代入式(9)可得：

考慮到抗失真函數為單調遞增函數，則有：

結合輸入信號s的相位，可求得抗失真函數T(s)為：

式中sgn(·)表示符號函數；求得的表達式為：

將式(3)與(13)代入式(12)，可得完整的T(s)的表達式為：

相應地，可以求得在接收端的反變換函數為：

2.根據權利要求1所述的基于車聯網系統中提高車載終端信號交互有效性的方法，其特征在于，步驟(2)中多載波已調信號表示為：

其中S_m為正交幅度調制信號，j為虛數單位，J為過采樣因子，0≤n≤JN-1且n為整數；

|s_n|為車聯網系統中多載波已調信號的模值且其概率密度函數與累計分布函數分別為：

其中σ²為多載波已調信號方差，exp(·)為指數函數。

3.根據權利要求1所述的基于車聯網系統中提高車載終端信號交互有效性的方法，其特征在于，步驟4具體包括：

步驟4a，設定非線性失真減小的門限值L和最大迭代次數M；

步驟4b，將多載波已調信號s_n和步驟3得到的抗失真變換信號s_n′分別通過相同功率放大器放大，并求得經過功率放大器兩信號對應的頻域信號Φ_k和Φ_k′對應固態功率放大器的失真表達式為：

步驟4c，計算通過功率放大器后所得頻域信號Φ_k和Φ_k′引入的噪聲分量N_k和N_k′，再計算N_k和N_k′的差值N_lim，比較所述差值N_lim值與門限值L的大小，若差值N_lim值小于L，則改變抗失真變換斜率k代入所述固態功率放大器的失真表達式對原始車聯網系統的信號s_n重新進行抗失真變換，直到N_k值與N_k′值之差N_lim大于L即停止，若達到最大迭代次數M時上述條件仍不滿足，也終止該循環，并求得經過最優斜率k的抗失真變換得到的信號s_n′，將該信號經過車載D/A轉換器與射頻放大器后經由車聯網發射終端進行發射。