基于中繼技術的車載無線通信系統分析

祝箐培

摘要：中繼技術是在原端和目的端之間增加一個或者多個節點的方式，從而建立多跳網絡的方式，有效的處理無線傳輸環節中網絡信號差、衰落嚴重和覆蓋范圍小的情況。中繼技術與車載網絡結合使用，形成中繼傳輸車載無線通信網絡，從而實現車輛之間的信息交流。本文以設計中繼技術為核心，結合無線通信技術和傳感器技術的車載無線通信終端，從而可以輔助車輛駕駛，提升行車的安全性，促進智能交通的發展。

關鍵詞：中繼技術；車載無線通信；智能交通

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0017-02

隨著我國科學技術的高速發展，交通業也實現了高速發展，汽車在人們的生活中發揮很大的作用。中國近年來成為汽車生產和銷售大國，家用車輛的增多導致交通擁擠狀況加劇，在一些擁擠的路面上很容易產生交通事故。人們的行車安全、交通管理和車輛間的信息交換等服務需要得到進一步完善，從而推動了車載無線交通網絡的發展。現在車載無線通信網絡還處于初步發展階段，我國研究人員已經進行了大量的研究，完善通信平臺方面的設計。在進行車輛通信平臺設計的基礎上，可以降低能耗，實現了車輛與路邊設施的簡單通信，但是其成本非常高，不能實現大量推廣。結合車聯網通信技術，其車載無線通信技術實現了高度的可行性，但是成本太高，在使用GPS進行車載定位終端的設計，其只能實現單向通信，不能實現車輛之間的信息交互。車輛網設計的核心理念在于提升車輛之間通信的效率，中繼技術車載無線通信的方式，可以切實提升車輛通信的效率，信息傳輸速度非常高，從而實現車輛間更好的交互。

1 中繼技術

中繼技術是在原端和目的端之間增加節點的方式，從而擴大網絡的范圍。中繼技術主要提升無線傳輸中網絡信號、提升信息傳輸的穩定性。在微波中繼通信系統中，實現了遠程通信的方式。中繼協同傳輸技術將無線信號和多天線陣列技術統一，節點之間的信號實現相互傳遞，形成虛擬的多天線的形式，提升信號傳輸的穩定性。

1.1 中繼模型

中繼協同信號模型實現了源節點、中繼節點和目的節點的模擬，從而建立一個完善的模型，將三個節點融入其中。源節點發送信號后，中繼節點和目的節點接受信號，這個階段稱為廣播階段。源節點和中繼節點發送信號后，只有目的節點接收信號，這個階段是中繼轉發階段。在這兩個環節中，所有的操作可以同時進行。

1.2 中繼轉發方式

在中繼信道系統中，節點分成源節點和中繼節點。結合對信號的處理方法的差異，主要分成解碼轉發和放大轉發兩種形式。

解碼轉發的方式是在信號被中繼節點發送后，由于信號的編碼方式不同，首先要進行解碼操作，然后再重新按照規定的方式編碼。解碼轉發實際上是對數字信號的處理。

放大轉發市在中繼節點發送信號后，先不對信號做任何處理，單單對信號放大，然后直接轉發到目的節點。這種處理方式是針對模擬信號處理。

中繼技術可以實現很廣的傳播范圍，而且傳播效率可以得到保障，在車載無線網絡中使用，實現動態化特征，使車載網絡的擴展性得到充分發揮。中繼技術在車載無線網絡中應用，可以形成車載自適應無線通信網絡的方式，提升車載通信的穩定性。

1.3 多中繼多用戶多輸入輸出分布式協作傳輸

這類系統具有很強的復雜性特征，如果無線通信系統中包含很多中繼節點，那么就要對中繼協作傳輸策略進行合理安排，從而提升無線通信系統的傳輸效率。在設計環節中，應該結合無線通信系統的預編碼，結合中繼節點問題，實現中繼節點之間的信息交互。在解決中繼多用戶系統加權速率問題中，應該認真分析速率和均方差之間的關系，從而提升加權速率。

2 車載終端設計方案

2.1 系統硬件設計

車載通信終端主要由主控制器、傳感器、GPS、顯示模塊等構成。

車載無線通信終端先借助傳感器將車輛運行的信息和車輛自身的狀況信息收集，然后借助總線傳輸，直到信息被傳輸到控制器模塊中。控制器模塊及時處理收集到的信息，并且對信息進行分類，借助無線模塊和周圍車輛建立互動聯系，通過廣播的方式將信息傳輸到周圍的車輛中。車輛會直接獲取周圍車輛的運行信息，然后對是信息進行分析后做綜合處理。

車輛的信息會被自組織網絡獲取，提升車輛的組網效率，車輛可以收到實時的數據，主控制器的功能非常完善，可以處理不同的信息。在選擇了半導體后，采用12位轉換速率，對信息進行分析并且加密處理，在控制器的作用下，形成高質量的數字音頻信號，從而更好的滿足車載終端的設計。

2.2 系統軟件設計

車載終端操作系統主要是采用一種實時操作系統，通過優先級搶占式的操作方式，實現了高度的實時性，并且數據具有高度的可移植性，適合在高速移動車輛通信中廣泛使用。車載終端協調通信系統在主控制器的運行下實現無線組網，完善車輛之間的通信。所以，在進行系統軟件設計中，應該完善各個環節的設計。要先設計一個初始化模塊，然后加載操作系統，對車輛組網接收信息和傳感器模塊采集信息進行分析，實現信息的融合，然后進行語音播報，最后將信息通過廣播的形式傳遞給車輛。

在車輛啟動后，其各個模塊實現初始化，在系統激活后，要重新檢驗組網的信息。如果組網信息正常，那么要將周圍車輛的自組織網絡接入，及時接收網絡信息。如果沒有組網信息，那么要開啟傳感器模塊，及時的收集組網信息。主控制器對信息融合處理環節中，要將信息劃分成不同級別，如果信息緊急，如出現交通事故，應該立刻采用廣播播報。如果信息不緊急，僅僅是對車外的環境進行播報，可以通過顯示屏的方式。在消息轉發后，其在車輛自組網內迅速傳播。

3 終端應用場景

車載無線通信網絡借助車載終端上無線模塊形成自組織網絡，其具有電子識別的效果，組網過程靈活多變，提升了通信的穩定性和靈活性。每輛車的移動終端在行駛的環節中，都會對路況信息進行分析，然后自動的發出組網請求，從而與周圍的車輛及時建立聯系。車輛的移動終端還是與中繼節點聯系，從而實現信息的廣泛傳播。在形成了車載通信局域網后，隨著車輛數目的提升，數據也會增多。當車輛接收到周圍車輛的信息后，就會按照車輛信息分級，針對路況為車輛重新規劃路線，方便了車輛的同性，有效的防止道路的擁擠，緩解了城市交通壓力。

4 結語

車載無線通信網絡是一類重要的智能交通技術，結合通信技術和控制技術，通過計算機實現車載無線通信。在中繼技術的使用中，降低交通事故的發生率，并且緩解城市交通壓力。

參考文獻

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