摘 要

随着现代通信技术的日益发展，车辆之间、车与路边设施之间的通信越来越广泛，车联网成为一种发展趋势。在车联网通信技术的研究中，专用短程通信技术（Dedicated Short Range Communications，DSRC）目前被认为是实现车辆与基础设施的连接（Vehicle to Infrastructure，V2I）、车辆与车辆之间的连接（Vehicle to Vehicle，V2V）以及车辆与任何设施的连接（Vehicle to everything，V2X）中最具有前途的无线标准之一。

本文首先详细介绍了车联网通信DSRC标准中802.11p协议的技术概要和MAC层访问机制，接着列出了802.11p的一些新特性如物理层参数、编码和调制方式和物理层PLCP协议数据单元（PLCP Protocol Data Unit，PPDU）的帧结构等，然后再简单介绍了几种典型无线信道传播模型，并在此基础上推导出Jakes仿真器模型，用matlab完成了仿真得到其相关的统计特性。最后在介绍了OFDM基本原理之后，建立了仿真流程框图，并对其中主要模块进行设计，完成仿真。在比较了一些调制方式、保护间隔、移动速度等对系统误码率的影响后，对信号传输过程需要注意的问题以及接收信号的稳定性和可靠性有了更加清楚的认识。

关键词：车联网；DSRC；IEEE 802.11p；OFDM

Abstract

With the development of modern communication technology, the communication between vehicles and between vehicles and roadside facilities is more and more extensive, and the Internet of vehicles has become a development trend.In the research of Vehicle network communication technology, Dedicated Short Range Communications (DSRC) is currently considered as Dedicated Short Range Communications (DSRC), which is Dedicated to Vehicle to Infrastructure (V2I) and Vehicle to Vehicle (V2V), i.e. Vehicle to everything. (V2X) is one of the most promising wireless standards.

This article first introduced the car networking communication technology overview of DSRC standard of 802.11 p Protocol and MAC layer access mechanism, and then lists some new features such as the physical parameters of 802.11 p, coding and modulation mode and the physical PLCP Protocol Data Unit (PLCP Protocol Data Unit, PPDU) frame structure, etc., and then introduce several typical wireless channel transmission model, is derived on the basis of Jakes simulator model, use matlab to complete the simulation to get the related statistical properties. Finally, after introducing the basic principles of OFDM, the simulation flow chart is established, and the main modules are designed to complete the simulation. After comparing the influences of some modulation modes, protection interval and moving speed on the bit error rate of the system, we have a clearer understanding of the problems needing attention in the signal transmission process and the stability and reliability of the received signals.

Key Words：Internet of Vehicle；DSRC；IEEE 802.11p；OFDM

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究的目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 论文内容和结构 2

第2章 IEEE 802.11p协议 4

2.1 IEEE 802.11p技术概要 4

2.2 媒体访问控制（MAC）层 4

2.2.1 无线介质访问 4

2.2.2 DCF与CSMA/CA机制 4

2.3 IEEE 802.11p的新特性 5

2.3.1 IEEE 802.11p的信道分配 5

2.3.2 IEEE 802.11p的PHY参数 5

2.3.3 IEEE 802.11p编码与调制方式 6

2.3.4 IEEE 802.11p物理层会聚协议数据单元（PPDU） 6

2.4 本章小结 7

第3章 IEEE 802.11p物理层无线信道仿真 8

3.1 无线信道传播模型分析 8

3.2 车联网无线信道分析 8

3.3 车联网信道仿真模型 9

3.3.1 参考模型和其统计特性 9

3.3.2 仿真模型及其统计特性 9

3.3.3 仿真实现过程 12

3.4 本章小结 13

第4章 OFDM系统的仿真设计与实现 14

4.1 OFDM基本原理及关键技术 14

4.2 OFDM系统的仿真实现方案 15

4.3 OFDM系统部分模块设计 17

4.3.1 加扰器与解扰器 17

4.3.2 卷积编码器和Viterbi译码器 17

4.3.3 交织与解交织 18

4.3.4 映射与解映射 18

4.4 仿真实现 19

4.4.1 信噪比和误码率性能的仿真结果分析 19

4.4.2 保护间隔和误码率性能的仿真结果分析 20

4.4.3 多径效应和误码率性能的仿真结果分析 21

4.4.4 移动速度的影响仿真结果分析 22

4.5 本章小结 25

第5章 总结与展望 26

5.1 本文小结 26

5.2 工作展望 26

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1 研究背景

交通发展程度是衡量城市文明水平的重要标志，随着经济高速发展和城镇化进程的加快，交通需求也在急剧增长。由此带来一系列安全、移动、环境等方面的问题，迫使人们改变固有的出行方式。怎样解决这些问题也是许多国内外专家学者关注的课题。车联网由此应运而生，它提出了将汽车、无线设备、路边设施和驾驶员系统地关联起来，从而实现智能化交通的解决思路^[1]。

车联网通信技术是车联网的关键技术之一，与其它无线通信技术相比，其具有以下特征：

（1）网络拓扑结构动态变化。车辆的高速移动性会直接导致网络拓扑结构的高速变化；