[实用新型]一种车辆通信实验平台

说明书

技术领域

本实用新型属于通信领域，尤其涉及一种车辆通信实验平台。

背景技术

目前，车辆间的信息交换需要面对室外高速移动环境下较为复杂的传播环境，如车辆高速移动导致的传播环境快速时变及交通流密度动态变化引起的网络拓扑结构变化等，因此物理层(Physical Layer，PHY)基带信号处理算法及介质访问控制(Media Access Control，MAC)层的信道访问机制等方面应当针对车辆通信环境进行优化设计。目前IEEE 802.11p标准是车辆通信技术事实上的标准，但它仍存在诸多的问题有待解决，如快速时变的车辆通信信道估计何跟踪及交通流密度较大时的拥塞控制和广播风暴避免等。由于高度动态的室外通信环境和交通场景，基于计算机的仿真很难精确的展现出相关算法和机制的真实性能，它们需要在真实的户外通信环境下进行评估和校验。

目前可用于进行车辆通信的实验平台大致可以分为三种，即商业DSRC平台、基于802.11a芯片组的实验平台及基于软件无线电的实验平台。兼容802.11p标准的商业DSRC平台目前大都处于测试阶段，只在一些大型的科研项目中使用。一方面，这些商业产品中通信相关的算法和参数配置是不允许用户修改的，因此也无法用于验证和评估通信技术方面的新成果。另一方面，这些商业产品通常是针对当前的IEEE 802.11p标准而设计的，它们很难紧跟标准化的进程。有些研究者采用商业802.11a芯片组近似实现DSRC协议，然而802.11a芯片组中的关键收发器算法都是针对静态的室内应用而优化的，复杂的室外传播环境会使得这些芯片组的性能下降。车辆通信信道的相关时间较短，数据包的头部和尾部通常将面临完全不同的信道环境，接收机需要在接收过程中不断跟踪估计信道的变化。但是多数802.11a芯片都采用根据长前导符号获得的信道估计来 均衡所有OFDM数据符号，这显然会造成系统性能的下降。此外，也有研究者采用SDR系统来实现DSRC终端。SDR平台通常由硬件和软件两个子系统组成。其软件和硬件子系统之间的数据交换通常采用以太网、USB或PCI等接口来完成。从PHY层考虑，软硬件子系统之间有限的传输带宽限制了一些需要大量数据交换的信号处理算法的使用；从MAC层来看，有些介质访问控制操作必须在若干个微秒的时间内完成且需要精确的定时，基于SDR的实现方式将会导致调度效率的下降。此外，软件无线电平台需要借助笔记本电脑或台式机等处理平台进行通信信号处理，通常体积较大，携带不便。

综上所述，上述三种现有的车辆通信平台，并不适用于在复杂的室外传播环境中进行车辆通信相关的科研实验。

发明内容

本实用新型为解决现有的车辆通信平台，并不适用于在复杂的室外传播环境中进行车辆通信相关的科研实验的问题而提供一种车辆通信实验平台。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种车辆通信实验平台，包括PHY、MAC、数据采集器、硬件接口、驱动电路、RF、ADC/DAC转换器、射频电路、DDR芯片、GPS模块以及ARM处理器，其中ARM处理器通过高速Avalon片内总线与硬件接口相连；MAC、PHY、驱动电路均同时与硬件接口和数据采集器相连；外围DDR芯片同时与数据采集器和ARM处理器相连；ADC/DAC芯片同时与驱动电路和RF芯片相连；RF芯片与射频天线相连；GPS模块与硬件接口相连。

进一步，所述PHY、MAC、驱动电路、数据采集器、硬件接口均集成在SoC芯片5CSXFC6D6F31C6N中的FPGA逻辑资源搭建硬件电路上。

进一步，所述双路ADC为AD转换芯片AD9254，双路DAC为DAC5672芯片，5.8GHz射频电路为MAX2829芯片，ARM处理器为SoC芯片5CSXFC6D6F31C6N中的ARM9处理器。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型能够用于车辆通信系统 算法验证和信道测量等方面，具有体积小、便于携带、易于功能扩展等优点。

本实用新型为车辆通信技术领域的科研人员提供一种便于进行数据采集和分析、PHY和MAC算法校验、传播信道测量和分析及外场实验管理的有利工具，填补市场空缺。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的车辆通信实验平台的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的PHY实体实现框图；

图3是本实用新型实施例提供的MAC实现框图；

图4是本实用新型实施例提供的数据采集模块框图；