基于中继技术的车载无线通信系统分析

祝箐培

摘要：中继技术是在原端和目的端之间增加一个或者多个节点的方式，从而建立多跳网络的方式，有效的处理无线传输环节中网络信号差、衰落严重和覆盖范围小的情况。中继技术与车载网络结合使用，形成中继传输车载无线通信网络，从而实现车辆之间的信息交流。本文以设计中继技术为核心，结合无线通信技术和传感器技术的车载无线通信终端，从而可以辅助车辆驾驶，提升行车的安全性，促进智能交通的发展。

关键词：中继技术；车载无线通信；智能交通

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）04-0017-02

随着我国科学技术的高速发展，交通业也实现了高速发展，汽车在人们的生活中发挥很大的作用。中国近年来成为汽车生产和销售大国，家用车辆的增多导致交通拥挤状况加剧，在一些拥挤的路面上很容易产生交通事故。人们的行车安全、交通管理和车辆间的信息交换等服务需要得到进一步完善，从而推动了车载无线交通网络的发展。现在车载无线通信网络还处于初步发展阶段，我国研究人员已经进行了大量的研究，完善通信平台方面的设计。在进行车辆通信平台设计的基础上，可以降低能耗，实现了车辆与路边设施的简单通信，但是其成本非常高，不能实现大量推广。结合车联网通信技术，其车载无线通信技术实现了高度的可行性，但是成本太高，在使用GPS进行车载定位终端的设计，其只能实现单向通信，不能实现车辆之间的信息交互。车辆网设计的核心理念在于提升车辆之间通信的效率，中继技术车载无线通信的方式，可以切实提升车辆通信的效率，信息传输速度非常高，从而实现车辆间更好的交互。

1 中继技术

中继技术是在原端和目的端之间增加节点的方式，从而扩大网络的范围。中继技术主要提升无线传输中网络信号、提升信息传输的稳定性。在微波中继通信系统中，实现了远程通信的方式。中继协同传输技术将无线信号和多天线阵列技术统一，节点之间的信号实现相互传递，形成虚拟的多天线的形式，提升信号传输的稳定性。

1.1 中继模型

中继协同信号模型实现了源节点、中继节点和目的节点的模拟，从而建立一个完善的模型，将三个节点融入其中。源节点发送信号后，中继节点和目的节点接受信号，这个阶段称为广播阶段。源节点和中继节点发送信号后，只有目的节点接收信号，这个阶段是中继转发阶段。在这两个环节中，所有的操作可以同时进行。

1.2 中继转发方式

在中继信道系统中，节点分成源节点和中继节点。结合对信号的处理方法的差异，主要分成解码转发和放大转发两种形式。

解码转发的方式是在信号被中继节点发送后，由于信号的编码方式不同，首先要进行解码操作，然后再重新按照规定的方式编码。解码转发实际上是对数字信号的处理。

放大转发市在中继节点发送信号后，先不对信号做任何处理，单单对信号放大，然后直接转发到目的节点。这种处理方式是针对模拟信号处理。

中继技术可以实现很广的传播范围，而且传播效率可以得到保障，在车载无线网络中使用，实现动态化特征，使车载网络的扩展性得到充分发挥。中继技术在车载无线网络中应用，可以形成车载自适应无线通信网络的方式，提升车载通信的稳定性。

1.3 多中继多用户多输入输出分布式协作传输

这类系统具有很强的复杂性特征，如果无线通信系统中包含很多中继节点，那么就要对中继协作传输策略进行合理安排，从而提升无线通信系统的传输效率。在设计环节中，应该结合无线通信系统的预编码，结合中继节点问题，实现中继节点之间的信息交互。在解决中继多用户系统加权速率问题中，应该认真分析速率和均方差之间的关系，从而提升加权速率。

2 车载终端设计方案

2.1 系统硬件设计

车载通信终端主要由主控制器、传感器、GPS、显示模块等构成。

車载无线通信终端先借助传感器将车辆运行的信息和车辆自身的状况信息收集，然后借助总线传输，直到信息被传输到控制器模块中。控制器模块及时处理收集到的信息，并且对信息进行分类，借助无线模块和周围车辆建立互动联系，通过广播的方式将信息传输到周围的车辆中。车辆会直接获取周围车辆的运行信息，然后对是信息进行分析后做综合处理。

车辆的信息会被自组织网络获取，提升车辆的组网效率，车辆可以收到实时的数据，主控制器的功能非常完善，可以处理不同的信息。在选择了半导体后，采用12位转换速率，对信息进行分析并且加密处理，在控制器的作用下，形成高质量的数字音频信号，从而更好的满足车载终端的设计。

2.2 系统软件设计

车载终端操作系统主要是采用一种实时操作系统，通过优先级抢占式的操作方式，实现了高度的实时性，并且数据具有高度的可移植性，适合在高速移动车辆通信中广泛使用。车载终端协调通信系统在主控制器的运行下实现无线组网，完善车辆之间的通信。所以，在进行系统软件设计中，应该完善各个环节的设计。要先设计一个初始化模块，然后加载操作系统，对车辆组网接收信息和传感器模块采集信息进行分析，实现信息的融合，然后进行语音播报，最后将信息通过广播的形式传递给车辆。

在车辆启动后，其各个模块实现初始化，在系统激活后，要重新检验组网的信息。如果组网信息正常，那么要将周围车辆的自组织网络接入，及时接收网络信息。如果没有组网信息，那么要开启传感器模块，及时的收集组网信息。主控制器对信息融合处理环节中，要将信息划分成不同级别，如果信息紧急，如出现交通事故，应该立刻采用广播播报。如果信息不紧急，仅仅是对车外的环境进行播报，可以通过显示屏的方式。在消息转发后，其在车辆自组网内迅速传播。

3 终端应用场景

车载无线通信网络借助车载终端上无线模块形成自组织网络，其具有电子识别的效果，组网过程灵活多变，提升了通信的稳定性和灵活性。每辆车的移动终端在行驶的环节中，都会对路况信息进行分析，然后自动的发出组网请求，从而与周围的车辆及时建立联系。车辆的移动终端还是与中继节点联系，从而实现信息的广泛传播。在形成了车载通信局域网后，随着车辆数目的提升，数据也会增多。当车辆接收到周围车辆的信息后，就会按照车辆信息分级，针对路况为车辆重新规划路线，方便了车辆的同性，有效的防止道路的拥挤，缓解了城市交通压力。

4 结语

车载无线通信网络是一类重要的智能交通技术，结合通信技术和控制技术，通过计算机实现车载无线通信。在中继技术的使用中，降低交通事故的发生率，并且缓解城市交通压力。

参考文献

[1]尹玉平，林霏，陶梦杰.基于中继技术的车载无线通信系统[J/OL].齐鲁工业大学学报（自然科学版），2018（02）：33-36[2018-04-25].

[2]尹玉平，林霏，陈红.基于中继传输的车载无线通信终端[J].齐鲁工业大学学报，2018，32（01）：65-68.

[3]尹玉平，林霏，陶梦杰.基于中继技术的车载无线通信系统[J].齐鲁工业大学学报（自然科学版），2018（02）：33-36.