基于LTE的车联网设备的设计与研究

发布时间：2020-07-07 10:05

【摘要】：V2X车联网技术作为一种道路安全解决方式,凭借其安全稳定的性能成为目前交通安全问题的主流解决方案。LTE V2X拥有高速、低延时、低铺设成本等优点,是目前最具研究价值的V2X方案,但车辆在行驶时环境复杂多变,LTE无线资源极易发生链路拥塞,为了提升数据传输质量,LTE V2X需对无线链路进行拥塞控制,因此研究一款拥有拥塞控制功能的LTE V2X设备具有较大意义。本文主要研究了以下三方面内容:首先针对LTE V2X设备进行硬件平台设计。通过对硬件平台进行需求分析,完成硬件整体设计,确定了本设备将基于协议栈载板和通信模组组成。对协议栈载板进行功能模块划分,分别对各个模块进行硬件电路设计,并对整体硬件平台进行功能测试,验证了硬件功能的完整性。其次对LTE V2X协议栈进行了设计与移植。通过对协议栈功能分析,完成整体框架设计。分析了LTE和WAVE系统的区别,针对两者之间的差异,对WAVE协议栈进行修改,重新设计了协议栈执行流程,使其适配LTE系统。对协议栈进行功能模块划分,设计每个模块的实现流程。通过编写测试程序对协议栈性能进行测试,测试结果显示,在延时和丢包率方面均满足相关要求。最后针对可能出现的数据拥塞现象,提出了一种拥塞控制算法。通过研究3GPP Release 14中关于拥塞控制的最新特性,并结合本设备的固有属性,对LTE V2X拥塞控制进行了设计分析。使用了一种优先级重匹配算法,对原有消息优先级进行重匹配;使用了一种传输度量参数,方便拥塞控制时对传输参数进行调整;使用了一种两步式拥塞恢复算法,在尽量减少数据包丢失和传输参数切换的情况下,实现拥塞恢复;结合上述方法提出一种基于重匹配优先级的拥塞控制算法。通过设计相应测试程序进行性能测试,测试结果显示,本算法显著的降低了链路拥塞时的丢包率。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U495;TN929.5

【参考文献】