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1信道特性仿真

通信系統的信號傳輸質量與信道的性能密切相關，與光纖等有線信道相比，無線信道處于開放的電磁環境中，更容易受到衰落、干擾、噪聲等多種因素的影響。而DSRC通信信道除了具有一般無線信道的特征外，還存在快速移動等特有情況。典型的DSRC通信有路車通信(R2V)和車車通信(V2V)兩種方式。R2V是指車輛和路邊設備進行通信，屬于移動設備和固定設備的通信過程。V2V是指車輛和車輛之間進行通信，屬于移動設備之間的通信。充分掌握DSRC系統無線信道的特征，可以為提出改善系統通信質量的技術方案提供參考，從而保證R2V和V2V通信的可靠性。

1.1仿真測試平臺結構

基于AgilentN5106A基帶信號發生器與信道仿真器搭建的面向DSRC通信信道的仿真測試系統如圖2所示。N5106A具有120MHz的調制帶寬，能夠模擬各種通信信道。本儀器配備了8路實時衰落仿真器，支持的信道衰落類型包括Rayleigh、PureDoppler、Rician、Suzuki等，多普勒功率譜頻譜形狀有classical3db，classical6db，flat，rounded，jakeclassical和jakerounded。由圖2可見，該系統還包括了一臺矢量信號發生器E4438C和一臺信號分析儀N9020A，E4438C和N5106A之間的控制信號通過LAN口連接，數據信號通過數據總線（DigitalBus）傳輸。 測試系統如圖2所示。首先使用Agilent的N7617BSignalStudio軟件生成符合IEEE802.11p協議的理想基帶信號數據文件，該數據文件經過N5106A產生基帶信號，并通過信道模擬器得到包含信道特性的基帶信號。N5106A產生的信號通過DigitalBus輸入信號發生器E4438C，由該儀器將基帶信號調制到5.9GHz的載波上，經過射頻輸出端輸出到信號分析儀N9020A進行分析。

1.2仿真測試實例

DSRC系統信道模型如表2所示。圖3至圖6給出了不同信道條件下信號的測試結果。其中，圖3為信號通過白噪聲信道后產生的星座圖，其中EVM（誤差向量幅度）為-27.62dB，CPE（同相位誤差）為0.903%rms。由于車車通信，可能存在直射路徑，因此圖4給出了信號經過信道3模型，即在單徑萊斯分布的作用下，多普勒頻移為1345Hz，路徑損耗為-14.2dB，K因子為5.7時的測試結果，結果表明，此時EVM上升為-3.047dB，CPE上升為6.938%rms，說明在該種信道作用下，信號的接收質量顯著下降。圖5給出了信號經過信道7模型，即在單徑瑞利衰落，多普勒頻移為1522Hz，路徑損耗為-27.9dB時的測試結果，此時，EVM為-16.791dB，CPE為5.542%rms。圖6給出了信號經過信道11模型，即信號在單徑瑞利衰落，多普勒頻移為1562Hz，路徑損耗為-27.9dB時的測試結果，圖中EVM為-16.065dB，CPE為1.455%rms。比較圖5和圖6，說明了在類似的信道作用下，信號接收質量存在一定的隨機性。另外，這兩條路徑的延時分別為400ns和700ns，在幀結構的保護時隙范圍之內，因此可以通過均衡消除延時的影響。

2小結

本文搭建了面向DSRC應用的無線信道仿真和測試系統，介紹了系統的工作流程和測試方法，根據DSRC信道模型，給出4種典型信道的測試結果。本文工作為ITS系統設計提供了參考。

作者：殷曉敏金婕孫玲單位：南通大學江蘇省專用集成電路設計重點實驗室中國科學院計算技術研究所計算機體系結構國家重點實驗室