车联网雷达通信一体化技术研究

发布时间：2020-08-13 02:49

【摘要】：近年来,随着人工智能逐渐普及以及无人驾驶的实现,车联网作为一种新兴的物联网方式得到越来越多的关注,其作为智能交通系统中重要的一环,通过构建车辆之间的传输链路完成与周边物体的互联通信。除了通信设备外,雷达传感器也是无人驾驶中需要使用的必要传感器,其目的是通过雷达传感器完成对周边环境状态信息的感知。随后自身车辆将获取的通信信息和雷达信息通过自身携带的计算机或云设备进行数据处理,并将结果反馈于自身车辆以完成辅助驾驶任务或无人驾驶任务。本文主要讨论了基于车联网研究背景下的雷达通信一体化技术。首先,根据研究现状搭建了车联网通信模型,从太空,天空,陆地,海平面四层结构以传输终端位置作为参考因素,搭建了空天地海一体化车联网通信模型。选取模型中陆地层模型和街区公路模型对所需发射功率作为研究内容进行讨论。结果表明,以发射功率为评判标准,其他条件相同下,移动中继辅助传输是性能最优的通信方式。随后考虑雷达功能的同时实现,对通信信号进行多载波相位编码以使其具有良好性能以应用于雷达系统,并在此基础上对系统参数加以设计以满足通信雷达的各自应用,随后在接收端对接收信号进行译码完成通信功能的同时对信号处理后,再通过周期图法和相关目标连续消除算法完成雷达功能,从而搭建了车联网雷达通信一体化基本模型。最后在雷达通信一体化基本模型基础上,增加天线数目,将基本模型转变为多天线下的雷达通信一体化模型,为了弥补在单天线下通信性能没有提升的结论,对信号进行设计以利用信道自由度,讨论了多天线条件下雷达功能的实现,并根据测量目标个数和信息容量设计了车辆通信方案。仿真结果表明,在多天线下,通信性能可以根据系统要求,以峰均功率比,接收机复杂度,信道容量为代价对信号进行选择,而对于雷达系统其性能得到了明显提升。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.51;U495;U463.67
【图文】：

模型图,模型图

同时完成雷达功能的实现和通信信息的获取，是雷达通信一体化的内容。着天线制作工艺逐渐精良，多天线技术也成为日益成熟的研究热线技术可以在通信功能中提供分集增益和功率增益，也可以在雷对目标的识别精度。故此本文主要研究基于车联网背景下的雷达术，同时考虑基本模型和多天线模型，以便适用于车联网的应用硬件设备需求降低，对计算设备要求降低。课题来源于民品横向项目《面向自动驾驶的环境感知技术研究》（Y-2017-103BJ）。联网的研究现状联网的目标是完成无人驾驶或者辅助驾驶中自身车辆与其余信息信的功能从而获得周围运动体的状态与运动信息。目前，IoV 的研的应用已经从原有的公路层（Ground Layer）扩展到多维度的空应用，其应用模型如图 1-1 所示：

示意图,示意图,相位信息,相位编码

图 3-1 MCPC 示意图表 3-1 5 5MCPC 相位信息1φ2φ3φ4φ0 144 216 216 144 216 216 144 216 216 144 0 216 144 0 144 144 0 144 216 介绍了5 5MCPC-OFDM 信号的生成过程，着相同的相位编码信息，其具体数值在表 3波在同一码元时间上所添加的相位信息均不M 信号。绍的 MCPC 定义，假设发射机发射 N M 帧如下：1[2π ( ( ) )]φcN Mj t f n fj

生成过程,颜色,相位编码,相位信息

要介绍了5 5MCPC-OFDM 信号的生成过程，在图 3-1 中颜色相表着相同的相位编码信息，其具体数值在表 3-1 中指出，这也就载波在同一码元时间上所添加的相位信息均不相同，从而形成DM 信号。介绍的 MCPC 定义，假设发射机发射 N M 帧时，MCPC-OFDM示如下：,1[2π ( ( ) )]φ2,1 1{e e [ ( 1) ]}, 0cn mNN Mj t f n fjn m bn mW t m t t MT (3-7)信传输信息，cf 是 OFDM 系统传输中频， f 是相邻子载波之间一个码元持续时间， =1/bf T ，n ,mu 是相位编码，,φn m是编码的相需要注意的是在这之中 N 和 M 数量关系， N M 以保证每个子成加载不一样的相位信息，2( ), 1πkj πkPkφ e k N 。例子，MCPC 的自相关函数图如图 3-2 所示:

【参考文献】