[发明专利]车联网系统中联合发射天线和中继车辆选择的方法

说明书

本发明公开了一种车联网系统中联合发射天线和中继车辆选择的方法，首先所有中继车辆根据目标车辆的导频信号估计信噪比并根据最大化准则得到其最佳中继车辆‑目标车辆的发射天线；其次，路侧单元每根天线依次发送导频信号，中继车辆由对应最佳发射天线进行转发，在目标车辆处得到路侧单元天线对应的系统信噪比；选择最大的系统信噪比值对应的路侧单元发射天线及相应的中继车辆作为该车联网传输系统的路侧单元发射天线及中继车辆；本发明的系统性能与复杂的最佳选择方法仅相差1dB，但能以较低的车联网系统复杂度、较短的最佳发射天线选择时间以及极小的反馈时隙来完成路侧单元发射天线和中继车辆的选择，从而大大降低车联网传输系统的开销。

技术领域

本发明属于交通信息工程及控制领域，具体涉及一种车联网系统中联合发射天线和中继车辆选择的方法。

背景技术

车联网系统是指通过在车辆仪表台安装车载终端设备，实现对车辆所有工作情况和静、动态信息的采集、存储并发送。车载终端都安装有多天线，因此，可将多输入多输出技术应用于车联网系统。多输入多输出技术是实现各种无线通信标准中的更高传输速率、更大覆盖范围和更强端到端传输鲁棒性等目标的重要支撑技术。而中继协作技术使无线网络中的多个用户按照一定规则共享彼此的天线来进行信息传输，可以形成一个虚拟的多输入多输出网络，实现端到端传输的可靠性。因此，在车联网系统中可以结合多输入多输出技术和中继协作技术来更好地提升信息传输可靠性。

路侧单元和中继车辆的发射天线选择技术可以在获得空间分集的同时有效降低执行复杂度，在车联网系统中采用发射天线选择可以有效提高系统的抗衰落性能。

目前，车联网系统中发射天线选择的方法主要有以下两种：

一、最优天线选择方法。该方法首先通过发送导频得到每个中继车辆到目标车辆的最优发射天线；然后路侧单元每根天线依次发送导频并经过每个中继车辆转发至目标车辆来得到对应的系统信噪比，从中选出最优的路侧单元的发射天线。完成所有发射天线和中继车辆选择需要N_S+MN_S+MN_R时隙和M+1个目标车辆的反馈时隙；其中M是中继车辆数目，N_S、N_R、N_D分别是路侧单元、每个中继车辆和目标车辆的天线数目。

二、以最大化直传链路接收信噪比或最大化中继链路接收信噪比来选择直传链路的最佳发射天线或中继链路的最佳发射天线进行通信。主要步骤为：首先通过发送导频得到每个中继车辆到目标车辆的最优发射天线；然后路侧单元每根天线发送导频并经过每个中继车辆转发至目标车辆来得到对应的直传链路最佳发射天线或中继链路最佳发射天线来进行通信；完成分别天线选择需N_S+MN_R+2M+1时隙和N_S+MN_S+MN_R+M+1时隙。

其中方法一所需时间长，反馈开销大，在目标车辆端的计算复杂度高；方法二复杂度稍低，但天线选择的时间长度会随着中继的增加而不断扩大。此外，两种方法所采用的最大合并比的方式会增加中继车辆和目标车辆的计算复杂度。

发明内容

本发明针对上述车联网系统中协作信号最大合并比的合并方式复杂度高的缺点，以及现有天线和中继车辆选择所需时间长及反馈大的问题，提出一种基于选择合并的最佳发射天线和中继车辆选择方法，以降低系统复杂度并缩短选择时间。此方法仅需N_S+MN_S+N_D时隙和1个反馈时隙。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：车联网系统中联合发射天线和中继车辆选择的方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将路侧单元S的天线、目标车辆D的天线、中继车辆R以及每一个中继车辆进行编号；

步骤2，通过目标车辆D的所有天线依次广播导频信号，路侧单元和所有中继车辆在接收到该导频信号得到中继车辆的最佳接收天线；