基于车联网环境的信道估计方法研究

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1、学校代号10532学号S150900750分类号TN911密级公开硕士学位论文基于车联网环境的信道估计方法研究学位申请人姓名彭强培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称马子骥高级工程师学科专业电子科学与技术研究方向现代网络与通信技术论文提交日期2018年4月20日学校代号：10532学号：S150900750密级：公开湖南大学硕士学位论文基于车联网环境的信道估计方法研究学位申请人姓名：彭强导师姓名及职称：马子骥高级工程师培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电子科学与技术论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年5月21日答辩委员会主席：黎福海教授Researchon

2、channelestimationmethodsforinternetofvehiclesbyPENGQiangB.E.(HunanInstituteofEngineering)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinElectronicScienceandTechnologyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorSeniorEngineerMAZijiApril,2018湖南大学学位论文原创性

3、声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学

4、位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I硕士学位论文摘要近年来，为了进一步改善交通运输的安全性，提升运输效率和可持续性，以车联网（InternetofVehicles，IoV）技术为核心的智能交通系统（IntelligentTransportationSystem，ITS）被提出来以满足这些需求，车联网吸引了众多关注并迅速成为研究热点。2010年，经历多次修订后，一个基于车联网通信的通信标准IEEE802.11p协议被正式颁布。在车联网通信系统中，信道参数复杂多变，因此一种可靠

5、的信道估计技术对系统的性能至关重要。正交频分复用技术（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）是IEEE802.11p采用的关键技术，基于此，本文主要研究在IEEE802.11p下的OFDM系统的信道估计方法。本文首先介绍了IEEE802.11p协议下的物理层（PhysicalLayer，PHY）实现过程和媒介访问控制层（MediaAccessControl，MAC）的基本工作机制。研究了车联网环境下的无线信道特征，详细介绍了几种传统的基于导频的OFDM通信系统信道估计算法，在仿真实验部分给出了性能对比，并且搭建了一个基于IEEE80

6、2.11p的仿真平台，利用该平台可以验证各信道估计算法在IEEE802.11p中性能表现。针对传统信道估计算法的不足，利用车联网信道的时频双选择性稀疏信道特性，本文引入了基于压缩感知（CompressedSensing，CS）技术的信道估计方法，并且提出利用IEEE802.11p帧结构中的OFDM符号中的4个导频结合压缩感知技术进行信道估计，由于信道估计是在每一个OFDM符号间进行，这样能够更好地追踪快速变化的时变信道。进一步地，本文针对OFDM符号内导频过于稀疏的问题，提出了一种改进的8导频结构，该结构利用了没有传输有效数据的虚拟子载波作为导频子载波，在尽可能保持原有结构的基础上能

7、够提高估计精度。针对传统的时域常规采样方法会导致信道恢复字典不够精细，无法精确反映传输信道路径特性这一问题，本文提出在时域采用多径稀疏分数时延信道模型来模拟OFDM系统的时延域的无线多径信道，利用在接收端进行时域过采样方法细化信道恢复字典以提高信道估计精度。同时，针对过采样引起的压缩感知观测矩阵的扩大而导致重构算法的复杂度增加的问题，提出采用精简集匹配追踪算法（Reduced-setMatchingPursuit，RMP）进行信道估计，并在此基础上进一步提