【摘要】：車聯(lián)網(wǎng)(IoV)是車與物之間進(jìn)行信息交換和無(wú)線通訊的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于交通安全、自動(dòng)駕駛和車載娛樂(lè)等方面。IoV未來(lái)可促進(jìn)智能化交通系統(tǒng)(ITS)的實(shí)現(xiàn),提高車輛運(yùn)行的效率和安全性,能有效緩解城市交通擁堵和保障行車安全。高速移動(dòng)環(huán)境下,信道存在較高多普勒頻移,IoV系統(tǒng)中信息交換和無(wú)線通信的準(zhǔn)確性迎來(lái)巨大挑戰(zhàn)。對(duì)于車輛對(duì)車輛(V2V)通信,采用傳統(tǒng)信道估計(jì)(CE)和均衡的單載波頻分多址(SC-FDMA)接收機(jī)的性能顯著下降。從LTE上行鏈路標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn),基于長(zhǎng)期演進(jìn)車對(duì)物(LTE-V2X)標(biāo)準(zhǔn)增加了導(dǎo)頻符號(hào)的開銷,以便準(zhǔn)確地獲取信道信息。以此為背景,本論文主要完成工作如下:1)搭建了LTE baseline物理層下行鏈路仿真平臺(tái),包括信道編解碼、MIMO和OFDM調(diào)制解調(diào)模塊,并對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。深入比較了三類傳統(tǒng)信道估計(jì)內(nèi)插方法:基于統(tǒng)計(jì)特征內(nèi)插算法、基于固定系數(shù)內(nèi)插算法和基于低通濾波內(nèi)插算法,并對(duì)各類算法在多徑衰落信道下進(jìn)行了性能仿真分析。為本文研究的信道估計(jì)算法提供了性能參考。2)研究了高速移動(dòng)信道下信道估計(jì)算法。針對(duì)高速移動(dòng)環(huán)境下信道估計(jì)性能下降問(wèn)題,研究了基于基擴(kuò)展模型(BEM)來(lái)估計(jì)導(dǎo)頻符號(hào)的時(shí)域信道響應(yīng)(CIR),并隨后利用基于Slepian序列的片段內(nèi)插(SS-PWI)來(lái)重構(gòu)數(shù)據(jù)符號(hào)處的CIR。此外,還提出了兩種簡(jiǎn)化方案,即基于Slepian序列的多點(diǎn)插值(SS-MPI)和分段BEM(S-BEM),以顯著降低時(shí)域CE方法的計(jì)算復(fù)雜度。該算法能有效估計(jì)出CIR,大幅提高了SC-FDMA接收機(jī)的性能。3)引入了新的均衡算法并在LTE-V系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)解調(diào)性能驗(yàn)證。首先介紹了常用的MMSE均衡和單抽頭均衡方法,而鑒于CIR的稀疏性,我們?cè)O(shè)計(jì)了一種迭代LSQR算法,以相對(duì)較低的復(fù)雜度來(lái)均衡SC-FDM符號(hào)。最后在LTE-V平臺(tái)上進(jìn)行仿真,并在模擬信道中設(shè)置500 km/h的相對(duì)速度。仿真結(jié)果表明,傳統(tǒng)的頻域方法導(dǎo)致解調(diào)失敗,而所提出的時(shí)域處理方案實(shí)現(xiàn)了理想的誤差概率性能,并保持了較低的計(jì)算復(fù)雜度。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.67;U495
【圖文】：

圖 2-2 LTE-V 系統(tǒng)的子幀結(jié)構(gòu) 2-3 給出了基于 SC-FDMA 的 LTE-V 系統(tǒng)離散基帶模型，其中為了接收機(jī)側(cè)假定了理想的同步。本文中我們考慮單用戶模型，本論文所時(shí)也適用于多用戶的配置。在發(fā)射機(jī)側(cè)，經(jīng)過(guò)信道編碼，星座映射，映射之后，通過(guò)快速傅里葉逆變換（IFFT）對(duì)復(fù)數(shù)據(jù)序列( )( )id k 進(jìn)行 個(gè)符號(hào)，將頻域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成時(shí)域采樣如下1( ) ( ) 2 /01( ) ( ) , [ , )Ni i j nk Ngky n d k e n N NN 2j 1 ， i 為di 或pi ，分別表示數(shù)據(jù)或?qū)ьl符號(hào)索引。為了避免 ISI 的符號(hào)的開始處插入長(zhǎng)度為gN 的循環(huán)前綴。假設(shè)第 n 個(gè)采樣時(shí)刻的第的增益為( )( , ), 0,1, , 1ih n l l L ，其中 L 是最大延時(shí)擴(kuò)展且gL N，去除 CP 后，( )( )iv n 表示零均值高斯白噪聲，接收到的離散時(shí)間信

基于SC-FDMA的LTE-V系統(tǒng)的基帶模型

即使在一個(gè)符號(hào)內(nèi) 的變化也不能簡(jiǎn)單地用線性模型來(lái)情況下，SC-FDMA 接收機(jī)中的信道估計(jì)面臨巨大挑戰(zhàn)。另外，在式知矢量 由NL條信道增益作為它的輸入，而觀測(cè)向量( i)r 的數(shù)量為2-5）是欠定的，這需要復(fù)雜的信道估計(jì)算法來(lái)解決。 2-2 中所示的 LTE-V 子幀結(jié)構(gòu)是從 LTE-D2D 變化而來(lái)，即在一個(gè)子兩個(gè) DMRS 符號(hào)。符號(hào)#0和#13用于自動(dòng)增益控制（AGC）和保），剩余的 8 個(gè)符號(hào)用于用戶數(shù)據(jù)的有效載荷。如在 LTE-V 中所規(guī)定隔是 15 KHz，并且 TTI 持續(xù)時(shí)間是一毫秒。從圖 2-2 可以計(jì)算得來(lái) LTE 上行鏈路的 14.3％增加到了 28.6％，額外的開銷旨在改善高移信道跟蹤。在本論文中，不考慮 AGC 和 GP 符號(hào)的接收機(jī)處理。線信道模型無(wú)線信道，關(guān)鍵物理參數(shù)和建模問(wèn)題的深入了解為本書的其余部分這是本小節(jié)的目標(biāo)。我們從無(wú)線信道的基本特性開始，然后介紹隨時(shí)的經(jīng)典的信道統(tǒng)計(jì)模型。

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本文編號(hào)：2794301