基于认知无线电的车联网通信平台的设计与实现
[Abstract]:In recent years, with the increasingly serious problems of urban traffic congestion, traffic safety and environmental pollution, vehicle networking technology has been widely concerned. However, with the continuous development of vehicle networking technology, its business application scale is expanding, resulting in the existing spectrum resources can not meet its communication needs. According to the investigation of the Federal Communications Commission, there is a huge waste of spectrum resources under the traditional static spectrum allocation policy. Cognitive radio technology can perceptively and opportunistically access the idle spectrum around it, which enables unauthorized users to share the spectrum with authorized users on the premise of ensuring normal communication between authorized users. Therefore, cognitive radio technology has become an effective means to provide additional idle spectrum for vehicle-connected communications. At present, many research institutions have studied the application of cognitive radio technology in vehicle networking, but all of them only stay on the theoretical research and simulation, there is no mature platform to provide practical testing and verification. The topic of this paper is from Beijing's support for the Central University Co-Construction Project, "bus networking Technology Development based on Cognitive Radio". Based on the research of cognitive radio technology and vehicle networking technology, this paper designs and implements the vehicle networking communication platform based on cognitive radio using USRP hardware platform and GNU Radio software package. The main work of this paper is as follows: firstly, the cognitive radio technology and vehicle networking technology are summarized, including their respective definitions, key technologies and the current platform construction results. At the same time, the research and application of cognitive radio technology in vehicle networking are summarized and analyzed. Then, this paper designs and implements the vehicle networking communication platform based on cognitive radio, designs and implements the network structure and node architecture of the platform according to the requirement analysis, and completes the physical layer and MAC layer of the platform node software architecture. Design and implementation of application layer and interface between layers. The physical layer designs and implements the data transceiver module and the spectrum detection module, the MAC layer designs and implements the spectrum cooperative detection and fusion module, the multi-channel operation module and the common support module. The application layer implements vehicle terminal application program and platform demo monitor program. The interface between each layer is designed and implemented by UDP Socket. Finally, the function and performance of the platform are tested and analyzed in static and mobile environments, with or without emergency communication users and with or without cognitive radio function. It is proved that the platform meets the research needs in function and performance. The test results show that compared with the traditional vehicle networking platform based on WAVE protocol, the cognitive radio based vehicle network communication platform reduces the interference to emergency communication users. On the other hand, the spectrum efficiency is improved without interfering with the normal communication of authorized users, and the spectrum efficiency is increased by 114.1% on average when the arrival rate of authorized users is in the range of 0-0.5.
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN925;U495
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,本文编号:2375405
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