基于北斗地基增強(qiáng)的車載網(wǎng)接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步成熟以及我國(guó)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的建設(shè)完善，基于北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)和車載網(wǎng)絡(luò)的城市車輛高精度定位將直接改善復(fù)雜城市環(huán)境下車輛定位結(jié)果，保證車輛安全運(yùn)行。因此，研究基于北斗衛(wèi)星地基增強(qiáng)（Beidou Ground Based Augmentation System，BD-GBAS）的車載網(wǎng)接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及其軟硬件實(shí)現(xiàn)具有重要理論指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文在車載網(wǎng)和北斗衛(wèi)星系統(tǒng)定位理論的基礎(chǔ)上，對(duì)基于北斗地基增強(qiáng)的車載網(wǎng)接

2、收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，在應(yīng)用創(chuàng)新中依托中國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重大專項(xiàng)和國(guó)家863計(jì)劃“北斗地基導(dǎo)航信號(hào)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)”課題，率先在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于北斗地基增強(qiáng)的高精度定位車載網(wǎng)接收機(jī)終端技術(shù)，主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　?。?）分析車載網(wǎng)相關(guān)技術(shù)理論和方法，包括車載網(wǎng)體系架構(gòu)和協(xié)議棧，以及車載網(wǎng)物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)的影響及其相應(yīng)解決方案，重點(diǎn)論述了物理層和MAC層的關(guān)鍵技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)、信道資源分

3、配方法、廣播機(jī)制等。針對(duì)雙向多中繼系統(tǒng)，提出了一種基于移動(dòng)中繼動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)選擇方案，以保持車載協(xié)作通信系統(tǒng)的可靠性，在韋伯（Wei bull）衰落環(huán)境下，試驗(yàn)驗(yàn)證并分析了基于網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的雙向中繼系統(tǒng)的中斷性能。
　　（2）研究車載網(wǎng)MAC層信道資源分配方法。重點(diǎn)分析車載環(huán)境下的無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)（Wireless Access in Vehicular Environment，WAVE）的信道資源分配機(jī)制，包括 WAVE體系中的載波監(jiān)聽(tīng)、

4、幀間間隔、隨機(jī)退避和重傳等信道資源分配機(jī)制等，提出了一種基于非合作博弈的資源分配策略，其目標(biāo)是聯(lián)合考慮競(jìng)爭(zhēng)性信道和帶寬分配以解決傳輸質(zhì)量和有限個(gè)可變數(shù)據(jù)包到達(dá)速率問(wèn)題。該策略將資源分配問(wèn)題建模為一個(gè)非合作靜態(tài)博弈過(guò)程，證明了聯(lián)合分配博弈存在納什均衡，分析了博弈的有效性和收斂問(wèn)題，并設(shè)計(jì)了兩種分別針對(duì)完美信息和非完美信息的分布式算法來(lái)使節(jié)點(diǎn)對(duì)趨向納什均衡狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明該策略可以顯著地提高系統(tǒng)性能。
　?。?）研究北斗地基增強(qiáng)

5、系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)與實(shí)現(xiàn)方法。分析了衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)的類別及特點(diǎn)，北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的組成及工作原理、觀測(cè)值計(jì)算模型以及誤差來(lái)源和消除方法等。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究面向車載網(wǎng)的北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)、北斗衛(wèi)星誤差來(lái)源及消除方法、虛擬參考站（Virtual Reference Station， VRS）技術(shù)及其觀測(cè)值計(jì)算模型和修正發(fā)布方案等。以車載網(wǎng)為研究基礎(chǔ)，提出了基于車載網(wǎng)的北斗網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)構(gòu)建方案，并通過(guò)實(shí)地測(cè)試及數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證了方案的可行

6、性，為移動(dòng)車輛高精度定位提供了技術(shù)支持。
　　（4）研究了一種基于北斗地基增強(qiáng)的車載網(wǎng)高精度定位接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)，分別從硬件、軟件兩方面給出接收機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并對(duì)接收機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試和分析。結(jié)果表明，該接收機(jī)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、專用短距離通信（Dedicated Short Range Communication，DSRC）數(shù)據(jù)收發(fā)等基本功能，而且具備高效、可靠的實(shí)時(shí)定位特點(diǎn)，具有較大的實(shí)用價(jià)值。在實(shí)