信道仿真通信系統(tǒng)論文范文
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通信系統(tǒng)的信號傳輸質(zhì)量與信道的性能密切相關(guān)，與光纖等有線信道相比，無線信道處于開放的電磁環(huán)境中，更容易受到衰落、干擾、噪聲等多種因素的影響。而DSRC通信信道除了具有一般無線信道的特征外，還存在快速移動等特有情況。典型的DSRC通信有路車通信(R2V)和車車通信(V2V)兩種方式。R2V是指車輛和路邊設(shè)備進(jìn)行通信，屬于移動設(shè)備和固定設(shè)備的通信過程。V2V是指車輛和車輛之間進(jìn)行通信，屬于移動設(shè)備之間的通信。充分掌握DSRC系統(tǒng)無線信道的特征，可以為提出改善系統(tǒng)通信質(zhì)量的技術(shù)方案提供參考，從而保證R2V和V2V通信的可靠性。
1.1仿真測試平臺結(jié)構(gòu)
基于AgilentN5106A基帶信號發(fā)生器與信道仿真器搭建的面向DSRC通信信道的仿真測試系統(tǒng)如圖2所示。N5106A具有120MHz的調(diào)制帶寬，能夠模擬各種通信信道。本儀器配備了8路實時衰落仿真器，支持的信道衰落類型包括Rayleigh、PureDoppler、Rician、Suzuki等，多普勒功率譜頻譜形狀有classical3db，classical6db，flat，rounded，jakeclassical和jakerounded。由圖2可見，該系統(tǒng)還包括了一臺矢量信號發(fā)生器E4438C和一臺信號分析儀N9020A，E4438C和N5106A之間的控制信號通過LAN口連接，數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)總線（DigitalBus）傳輸。 測試系統(tǒng)如圖2所示。首先使用Agilent的N7617BSignalStudio軟件生成符合IEEE802.11p協(xié)議的理想基帶信號數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件經(jīng)過N5106A產(chǎn)生基帶信號，并通過信道模擬器得到包含信道特性的基帶信號。N5106A產(chǎn)生的信號通過DigitalBus輸入信號發(fā)生器E4438C，由該儀器將基帶信號調(diào)制到5.9GHz的載波上，經(jīng)過射頻輸出端輸出到信號分析儀N9020A進(jìn)行分析。
1.2仿真測試實例
DSRC系統(tǒng)信道模型如表2所示。圖3至圖6給出了不同信道條件下信號的測試結(jié)果。其中，圖3為信號通過白噪聲信道后產(chǎn)生的星座圖，其中EVM（誤差向量幅度）為-27.62dB，CPE（同相位誤差）為0.903%rms。由于車車通信，可能存在直射路徑，因此圖4給出了信號經(jīng)過信道3模型，即在單徑萊斯分布的作用下，多普勒頻移為1345Hz，路徑損耗為-14.2dB，K因子為5.7時的測試結(jié)果，結(jié)果表明，此時EVM上升為-3.047dB，CPE上升為6.938%rms，說明在該種信道作用下，信號的接收質(zhì)量顯著下降。圖5給出了信號經(jīng)過信道7模型，即在單徑瑞利衰落，多普勒頻移為1522Hz，路徑損耗為-27.9dB時的測試結(jié)果，此時，EVM為-16.791dB，CPE為5.542%rms。圖6給出了信號經(jīng)過信道11模型，即信號在單徑瑞利衰落，多普勒頻移為1562Hz，路徑損耗為-27.9dB時的測試結(jié)果，圖中EVM為-16.065dB，CPE為1.455%rms。比較圖5和圖6，說明了在類似的信道作用下，信號接收質(zhì)量存在一定的隨機(jī)性。另外，這兩條路徑的延時分別為400ns和700ns，在幀結(jié)構(gòu)的保護(hù)時隙范圍之內(nèi)，因此可以通過均衡消除延時的影響。
2小結(jié)
本文搭建了面向DSRC應(yīng)用的無線信道仿真和測試系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)的工作流程和測試方法，根據(jù)DSRC信道模型，給出4種典型信道的測試結(jié)果。本文工作為ITS系統(tǒng)設(shè)計提供了參考。
作者：殷曉敏金婕孫玲單位：南通大學(xué)江蘇省專用集成電路設(shè)計重點實驗室中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)國家重點實驗室