摘 要

当前汽车保有量趋于饱和，交通问题有待进一步解决，通讯时延作为解决交通的重要环节，在这样的背景下，本文以典型的车载无线网络通讯作为背景，研究无线网络通讯时延。对于这个研究领域，本文将通过文献分析和算法研究的方法对车载无线网络通讯时延估算做出定义。通过分析无线网络通讯时间延迟影响因素，选择合适的算法进行归纳计算，得出结论。本文将采用算法研究，通过对数据进行处理和分析，并结合车载无线网络通讯相关知识与背景，进行研究。所得结果对于车载通讯的时延研究并缓解道路问题具有重要的指导意义。

论文主要研究了无线网络通讯时延的影响与估算。首先，归纳了无线网络通讯时延算法的国内外研究现状，阐述了中外学者近年来对时延估算算法的研究，为本文对于建立无线通讯网络验证试验奠定了理论基础，对于常用的蓝牙通信和蜂窝网络通信的原理和特点进行简单的归纳和设计，分析它们的适用范围。其次，通过基础算法研究对3G和4G的通讯时延作了基础计算，得到了粗略估算下的两者的理论时延。接着基于时延通讯的原理以及在前文所提到的算法支持下设计了时延估算系统；最后，结合系统运行结果，证明了最终估算系统的可行性并且能对其他类似通讯网络的时延检测起到参考作用，对于未来的无线通信网络作一个总结和展望。

关键词：车载无线网络；时延估算；算法研究；系统验证

Abstract

At present, the car ownership tends to be saturated, and the traffic problem needs to be further solved. Communication delay is an important link to solve the traffic problem. In this context, this paper takes typical vehicle wireless network communication as the background to study the wireless network communication delay. For this research area, this paper will define the communication delay estimation of vehicle wireless network through literature analysis and algorithm research. By analyzing the influencing factors of wireless network communication time delay, the appropriate algorithm is selected for inductive calculation, and the conclusion is drawn. This paper will use the algorithm research, through the data processing and analysis, combined with the vehicle wireless network communication related knowledge and background, research. The results obtained have important guiding significance for the study of vehicle communication delay and alleviation of road problems.

This paper mainly studies the influence and estimation of communication delay in wireless networks. Firstly, the research status of wireless network communication delay algorithm at home and abroad is summarized, and the research on delay estimation algorithm by Chinese and foreign scholars in recent years is elaborated, which lays a theoretical foundation for the establishment of wireless communication network validation test. The principles and characteristics of commonly used Bluetooth and cellular network communication are simply summarized and designed, and their application scope is analyzed. Secondly, the communication delay of 3G and 4G is calculated by basic algorithm research, and the theoretical delay of both is estimated roughly. Then, based on the principle of delay communication and the support of the algorithm mentioned above, a delay estimation system is designed. Finally, combined with the results of system operation, the feasibility of the final estimation system is proved and it can be used as a reference for other similar communication networks. This paper summarizes and prospects the future wireless communication networks.

Key Words：Vehicle wireless network; Delay estimation; Algorithms research; System validation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究意义与研究内容 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 研究方法 2

第2章 典型车载无线网络的原理与特点 4

2.1 蓝牙技术 4

2.1.1蓝牙技术的原理 4

2.1.2 蓝牙技术的特点 6

2.2 3G通讯技术 7

2.2.1 3G通讯技术的原理 7

2.2.2 3G通讯技术的特点 7

2.3 4G通讯技术 9

2.3.1 4G通讯技术的原理 9

2.3.2 4G通讯技术的的特点 9

2.4 5G通讯技术 11

2.4.1 5G通讯技术的原理 11

2.4.2 5G通讯技术的特点 12

第3章 车载无线网络通讯时延的影响因素 15

3.1通讯时延的分类 15

3.2 调制与解调 16

3.3 媒介对通讯时延的影响 16

3.4 测试数据的特定性能 17

3.5 3G与4G的时延基础计算 18

3.5.1 3G技术的时延计算 18

3.5.2 4G技术的时延计算 18

第4章 实验与分析 19

4.1设计原理 19

4.1.1 问题描述 19

4.1.2 解决方案 20

4.2 设计和实施 20

4.3 测试和分析结果 22

第5章 总结与展望 23

5.1 总结 23

5.2 展望 23

参考文献 24

致 谢 26

第1章 绪论

1.1 研究背景

时延估算是研究信号处理时必须考虑的问题之一，在汽车的很多方面都会得到运用，比如汽车定位，汽车导航，汽车通信等。时延估算的基本问题便是通过测量接收机接受信号与发射机发射信号之间的时间来达到对时间延迟的估算，通过公式s=vt，由于距离和速度近似可以得到，我们可以估算出发射机与接收机信号的时间差。

随着科学技术的不断发展，汽车的数量不断增加。汽车给我们带来便捷的同时，也造成了很多安全问题，比如增大交通事故发生几率、汽车增多导致停车位紧张等问题。基于此，车载无线通讯网络等概念应运而生。智能车载通信网络被认为是解决现代交通问题的最有发展前景的办法之一。而时延估算作为其非常重要的一环，能有效解决无线通信的定位问题，也是导航系统的关键技术，因此研究车载无线网络通讯的时延对其有着重大意义。

本文将首先分析国内外典型车载无线通讯网络的原理与特点，并着重分析各类影响因素对通讯时延产生的影响。然后研究无线通讯延迟时间估算方法，在此基础上设计测试验证系统，试验完成后，基于获取的数据进行分析并得出结论。

本文研究得出的网络通讯时延研究系统可应用于实际交通道路，可应用于优化车载无线网络通讯。

1.2 研究意义与研究内容

通过分析题目，显而易见题目的重中之重是时延估算。首先，通讯时延作为影响车辆信号发射与接收的关键因素，是本文的核心研究对象。针对当前各个研究中对车载无线网络通讯的研究中缺少对时延估算或不全面的分析，本文分析各类型车载网络对信号发射接收的影响因素，以提出一种改进的时延测试系统，更加贴合车辆实际应用，能为车载网络优化提供理论计算依据。其次，通讯时延的估算对车辆无线网络至关重要，不同类型的无线网络有着不同的影响因素。而本文的研究便是基于各种典型无线网络的不同原理与特点分析其影响因素，设计系统并在测试系统中能真实可靠地计算出网络通讯时延。最后本文车载无线网络通讯时延的估算研究，设计了相应的测试研究系统以获取关键试验数据。该系统能为相应研究提供较高的参考价值。

1.3 国内外研究现状

时间延迟估算技术简称为时延估算，对于信号的处理非常有帮助，是无线通讯的重要组成部分。而多径或非视距(Non Line of Sight, NLOS)环境又是时延估算中是必须考虑到的，才能无线信号的顺利传输。如果不考虑多径环境，会造成研究结果不符合实际的无线通信系统，也会降低时延估算的性能。而一般考虑多径效应便必定会使系统或估算算法变得复杂化。