基于GNU Radio和USRP的车车通信的物理层设计与实现

发布时间：2025-05-07 04:25

　　随着我国经济的持续快速发展,某些地区汽车数量严重超过了道路网的承载能力,交通阻塞、交通事故、环境污染等问题越发凸显。智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)为解决这些问题带来了科学的方法和转机,智能网联车也成为目前研究的热点。无线通信作为车联网系统的一项关键技术,能否在复杂多变的车载通信信道条件下提供稳定、可靠、低时延的数据传输服务,是车联网最终能够落地实用的基础。本文主要关注车载通信中的车车通信场景。本文的主要工作是基于软件无线电平台GNU Radio和USRP(Universal Software Radio Peripheral)设计并实现了应用在车车通信物理层数据传输的实验系统。首先,分析了车车通信的需求及车载信道特性,在此基础上,给出了车车通信物理层的总体设计方案;其次,介绍了方案中所涉及的关键技术——正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术和软件无线电技术;然后,详细设计了发送端和接收端的各个信号处理模块(发送端模块:字节转比特,CRC(Cyclic R...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 车联网系统研究现状及整体架构
    1.3 论文内容及结构安排
第2章 车车通信物理层总体设计及关键技术简介
    2.1 车车通信的需求分析
    2.2 车车通信的物理层总体设计
        2.2.1 车车通信的信道特性
        2.2.2 整体方案设计
    2.3 正交频分复用技术
        2.3.1 OFDM技术的原理
        2.3.2 OFDM技术的特点
    2.4 软件平台GNU Radio
        2.4.1 GNU Radio软件结构
        2.4.2 GNU Radio编程
    2.5 硬件平台USRP
    2.6 本章小结
第3章 发射端的设计与实现
    3.1 OFDM传输系统的设计
    3.2 物理层数据帧结构的参数模型
    3.3 发射端信号处理模块的设计
        3.3.1 字节转比特
        3.3.2 CRC模块
        3.3.3 卷积编码
        3.3.4 加扰
        3.3.5 调制
        3.3.6 子载波映射及插导频
        3.3.7 OFDM调制
    3.4 OFDM传输系统发射端的实现
    3.5 本章小结
第4章 接收端的设计与实现
    4.1 接收端信号处理模块的设计
        4.1.1 同步
        4.1.2 信道估计
        4.1.3 提取子载波数据
        4.1.4 解调
        4.1.5 解扰
        4.1.6 维特比译码
        4.1.7 CRC校验
        4.1.8 比特流转字节
    4.2 OFDM传输系统接收端的实现
    4.3 本章小结
第5章 实验结果和性能分析
    5.1 测试环境
        5.1.1 测试场景一
        5.1.2 测试场景二
    5.2 模拟车车通信的半仿真测试
        5.2.1 场景一的测试过程
        5.2.2 场景二的测试过程
    5.3 测试结果与分析
        5.3.1 误码率测试结果
        5.3.2 时延测试结果
    5.4 本章总结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录A 开发过程中的几个重要问题



本文编号：4043605