祝箐培

摘要：中繼技術(shù)是在原端和目的端之間增加一個(gè)或者多個(gè)節(jié)點(diǎn)的方式，從而建立多跳網(wǎng)絡(luò)的方式，有效的處理無線傳輸環(huán)節(jié)中網(wǎng)絡(luò)信號(hào)差、衰落嚴(yán)重和覆蓋范圍小的情況。中繼技術(shù)與車載網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使用，形成中繼傳輸車載無線通信網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)車輛之間的信息交流。本文以設(shè)計(jì)中繼技術(shù)為核心，結(jié)合無線通信技術(shù)和傳感器技術(shù)的車載無線通信終端，從而可以輔助車輛駕駛，提升行車的安全性，促進(jìn)智能交通的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：中繼技術(shù)；車載無線通信；智能交通

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）04-0017-02

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，交通業(yè)也實(shí)現(xiàn)了高速發(fā)展，汽車在人們的生活中發(fā)揮很大的作用。中國(guó)近年來成為汽車生產(chǎn)和銷售大國(guó)，家用車輛的增多導(dǎo)致交通擁擠狀況加劇，在一些擁擠的路面上很容易產(chǎn)生交通事故。人們的行車安全、交通管理和車輛間的信息交換等服務(wù)需要得到進(jìn)一步完善，從而推動(dòng)了車載無線交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?，F(xiàn)在車載無線通信網(wǎng)絡(luò)還處于初步發(fā)展階段，我國(guó)研究人員已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，完善通信平臺(tái)方面的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行車輛通信平臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，可以降低能耗，實(shí)現(xiàn)了車輛與路邊設(shè)施的簡(jiǎn)單通信，但是其成本非常高，不能實(shí)現(xiàn)大量推廣。結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，其車載無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高度的可行性，但是成本太高，在使用GPS進(jìn)行車載定位終端的設(shè)計(jì)，其只能實(shí)現(xiàn)單向通信，不能實(shí)現(xiàn)車輛之間的信息交互。車輛網(wǎng)設(shè)計(jì)的核心理念在于提升車輛之間通信的效率，中繼技術(shù)車載無線通信的方式，可以切實(shí)提升車輛通信的效率，信息傳輸速度非常高，從而實(shí)現(xiàn)車輛間更好的交互。

1 中繼技術(shù)

中繼技術(shù)是在原端和目的端之間增加節(jié)點(diǎn)的方式，從而擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的范圍。中繼技術(shù)主要提升無線傳輸中網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、提升信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。在微波中繼通信系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程通信的方式。中繼協(xié)同傳輸技術(shù)將無線信號(hào)和多天線陣列技術(shù)統(tǒng)一，節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)實(shí)現(xiàn)相互傳遞，形成虛擬的多天線的形式，提升信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

1.1 中繼模型

中繼協(xié)同信號(hào)模型實(shí)現(xiàn)了源節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的模擬，從而建立一個(gè)完善的模型，將三個(gè)節(jié)點(diǎn)融入其中。源節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)后，中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)接受信號(hào)，這個(gè)階段稱為廣播階段。源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)后，只有目的節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)，這個(gè)階段是中繼轉(zhuǎn)發(fā)階段。在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中，所有的操作可以同時(shí)進(jìn)行。

1.2 中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式

在中繼信道系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)分成源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)。結(jié)合對(duì)信號(hào)的處理方法的差異，主要分成解碼轉(zhuǎn)發(fā)和放大轉(zhuǎn)發(fā)兩種形式。

解碼轉(zhuǎn)發(fā)的方式是在信號(hào)被中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送后，由于信號(hào)的編碼方式不同，首先要進(jìn)行解碼操作，然后再重新按照規(guī)定的方式編碼。解碼轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)際上是對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理。

放大轉(zhuǎn)發(fā)市在中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)后，先不對(duì)信號(hào)做任何處理，單單對(duì)信號(hào)放大，然后直接轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)。這種處理方式是針對(duì)模擬信號(hào)處理。

中繼技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)很廣的傳播范圍，而且傳播效率可以得到保障，在車載無線網(wǎng)絡(luò)中使用，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化特征，使車載網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性得到充分發(fā)揮。中繼技術(shù)在車載無線網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，可以形成車載自適應(yīng)無線通信網(wǎng)絡(luò)的方式，提升車載通信的穩(wěn)定性。

1.3 多中繼多用戶多輸入輸出分布式協(xié)作傳輸

這類系統(tǒng)具有很強(qiáng)的復(fù)雜性特征，如果無線通信系統(tǒng)中包含很多中繼節(jié)點(diǎn)，那么就要對(duì)中繼協(xié)作傳輸策略進(jìn)行合理安排，從而提升無線通信系統(tǒng)的傳輸效率。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，應(yīng)該結(jié)合無線通信系統(tǒng)的預(yù)編碼，結(jié)合中繼節(jié)點(diǎn)問題，實(shí)現(xiàn)中繼節(jié)點(diǎn)之間的信息交互。在解決中繼多用戶系統(tǒng)加權(quán)速率問題中，應(yīng)該認(rèn)真分析速率和均方差之間的關(guān)系，從而提升加權(quán)速率。

2 車載終端設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

車載通信終端主要由主控制器、傳感器、GPS、顯示模塊等構(gòu)成。

車載無線通信終端先借助傳感器將車輛運(yùn)行的信息和車輛自身的狀況信息收集，然后借助總線傳輸，直到信息被傳輸?shù)娇刂破髂K中。控制器模塊及時(shí)處理收集到的信息，并且對(duì)信息進(jìn)行分類，借助無線模塊和周圍車輛建立互動(dòng)聯(lián)系，通過廣播的方式將信息傳輸?shù)街車能囕v中。車輛會(huì)直接獲取周圍車輛的運(yùn)行信息，然后對(duì)是信息進(jìn)行分析后做綜合處理。

車輛的信息會(huì)被自組織網(wǎng)絡(luò)獲取，提升車輛的組網(wǎng)效率，車輛可以收到實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，主控制器的功能非常完善，可以處理不同的信息。在選擇了半導(dǎo)體后，采用12位轉(zhuǎn)換速率，對(duì)信息進(jìn)行分析并且加密處理，在控制器的作用下，形成高質(zhì)量的數(shù)字音頻信號(hào)，從而更好的滿足車載終端的設(shè)計(jì)。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

車載終端操作系統(tǒng)主要是采用一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，通過優(yōu)先級(jí)搶占式的操作方式，實(shí)現(xiàn)了高度的實(shí)時(shí)性，并且數(shù)據(jù)具有高度的可移植性，適合在高速移動(dòng)車輛通信中廣泛使用。車載終端協(xié)調(diào)通信系統(tǒng)在主控制器的運(yùn)行下實(shí)現(xiàn)無線組網(wǎng)，完善車輛之間的通信。所以，在進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，應(yīng)該完善各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。要先設(shè)計(jì)一個(gè)初始化模塊，然后加載操作系統(tǒng)，對(duì)車輛組網(wǎng)接收信息和傳感器模塊采集信息進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)信息的融合，然后進(jìn)行語音播報(bào)，最后將信息通過廣播的形式傳遞給車輛。

在車輛啟動(dòng)后，其各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)初始化，在系統(tǒng)激活后，要重新檢驗(yàn)組網(wǎng)的信息。如果組網(wǎng)信息正常，那么要將周圍車輛的自組織網(wǎng)絡(luò)接入，及時(shí)接收網(wǎng)絡(luò)信息。如果沒有組網(wǎng)信息，那么要開啟傳感器模塊，及時(shí)的收集組網(wǎng)信息。主控制器對(duì)信息融合處理環(huán)節(jié)中，要將信息劃分成不同級(jí)別，如果信息緊急，如出現(xiàn)交通事故，應(yīng)該立刻采用廣播播報(bào)。如果信息不緊急，僅僅是對(duì)車外的環(huán)境進(jìn)行播報(bào)，可以通過顯示屏的方式。在消息轉(zhuǎn)發(fā)后，其在車輛自組網(wǎng)內(nèi)迅速傳播。

3 終端應(yīng)用場(chǎng)景

車載無線通信網(wǎng)絡(luò)借助車載終端上無線模塊形成自組織網(wǎng)絡(luò)，其具有電子識(shí)別的效果，組網(wǎng)過程靈活多變，提升了通信的穩(wěn)定性和靈活性。每輛車的移動(dòng)終端在行駛的環(huán)節(jié)中，都會(huì)對(duì)路況信息進(jìn)行分析，然后自動(dòng)的發(fā)出組網(wǎng)請(qǐng)求，從而與周圍的車輛及時(shí)建立聯(lián)系。車輛的移動(dòng)終端還是與中繼節(jié)點(diǎn)聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)信息的廣泛傳播。在形成了車載通信局域網(wǎng)后，隨著車輛數(shù)目的提升，數(shù)據(jù)也會(huì)增多。當(dāng)車輛接收到周圍車輛的信息后，就會(huì)按照車輛信息分級(jí)，針對(duì)路況為車輛重新規(guī)劃路線，方便了車輛的同性，有效的防止道路的擁擠，緩解了城市交通壓力。

4 結(jié)語

車載無線通信網(wǎng)絡(luò)是一類重要的智能交通技術(shù)，結(jié)合通信技術(shù)和控制技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)車載無線通信。在中繼技術(shù)的使用中，降低交通事故的發(fā)生率，并且緩解城市交通壓力。

參考文獻(xiàn)

[1]尹玉平，林霏，陶夢(mèng)杰.基于中繼技術(shù)的車載無線通信系統(tǒng)[J/OL].齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018（02）：33-36[2018-04-25].

[2]尹玉平，林霏，陳紅.基于中繼傳輸?shù)能囕d無線通信終端[J].齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，32（01）：65-68.

[3]尹玉平，林霏，陶夢(mèng)杰.基于中繼技術(shù)的車載無線通信系統(tǒng)[J].齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018（02）：33-36.