CN114301551B - 一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包含车联网中基于感知的信号估计系统，包括感知设备控制单元、感知信号发射机、感知信号接收机，感知设备控制单元用于生成极化感知信号配置信息，感知信号发射机接收来自感知控制单元的极化感知信号配置信息，按照配置信息生成对应的极化感知信号，并发送至感知信号接收机，感知信号接收机估计极化状态信息，并上报至感知信号发射机，以极化状态信息表征车载天线朝向，通过感知估计车载天线极化状态，提出基于感知的车载天线极化状态估计方法，包含两种方式，方式一应用于感知信号接收机配置双极化天线，感知信号发射机具有单极化状态的场景，方式二应用于感知信号接收机配置双极化MIMO天线，感知信号发射机具有单极化状态的场景。

Description

一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法。
背景技术
伴随着汽车保有量的持续增长，城市交通压力日益增大，车联网技术作为提高道路交通安全和通信效率的可靠手段，成为智能交通、智慧城市发展的趋势。车联网中车辆位置、方向不断调整，导致天线朝向动态变化，将导致车联网通信性能的下降，而车载天线朝向改变的本质是天线极化状态的变化。为了实现车与车、车与路边设施之间高效通信，因此我们对此做出改进，提出一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，实时感知车载天线极化状态，使车联网收发两端采用匹配极化状态进行通信，避免由于极化失配导致的信号能量损失，有效提升车联网信号质量和系统容量。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题，为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，以改善上述问题，本申请具体是这样的：包括以下步骤：
步骤1：感知设备控制单元生成极化感知信号配置信息，并且分别发给感知信号发射机和接收机；
步骤2：感知信号发射机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且按照配置信息生成对应的极化感知信号；
步骤3：感知信号接收机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且监听极化感知信号；
步骤4：感知信号发射机发送极化感知信号，并且指示感知信号接收机上报对应极化状态信息；
步骤5：感知信号接收机的双极化天线接收来自感知信号发射机的极化感知信号
Figure BDA0003446448870000021
得到对应单极化状态
Figure BDA0003446448870000022
其中
Figure BDA0003446448870000023
然后感知信号接收机上报极化状态信息给感知信号发射机；
步骤6：感知信号发射机接收到来自感知信号接收机的EH和EV，根据
Figure BDA0003446448870000024
得到极化状态P；
步骤7：感知信号发射机将极化状态判决结果发送给感知设备控制单元；
步骤8：感知设备控制单元接收来自感知信号发射机的极化状态判决结果，并按照结果安排后续调度步骤。
作为本申请优选的技术方案，步骤4.1：感知信号发射机发送极化感知信号，不指示感知信号接收机上报对应极化状态信息。
作为本申请优选的技术方案，步骤5.1：感知信号接收机分别上报极化感知信号的两个分量EH和EV给感知信号发射机。
还包括双极化MIMO系统中基于感知的极化状态估计方法具体步骤如下：步骤1：感知设备控制单元生成极化感知信号配置信息，并且分别发给感知信号发射机和接收机；
步骤2：感知信号发射机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且按照配置信息生成所有波束的极化感知信号；
步骤3：感知信号接收机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且在波束上监听极化感知信号；
步骤4：感知信号发射机发送极化感知信号，并且指示感知信号接收机上报每一个波束上的极化状态信息；
步骤5：感知信号接收机第i组双极化天线接收的极化感知信号，上报每一个波束上的极化状态信息
Figure BDA0003446448870000031
给感知信号发射机；
步骤6：感知信号发射机接收到来自感知信号接收机的极化感知信号，按照
Figure BDA0003446448870000032
计算极化状态信息；
步骤7：感知信号发射机根据
Figure BDA0003446448870000033
得到极化状态判决结果P，将极化状态判决结果发送给感知设备控制单元：
步骤8：感知设备控制单元接收来自感知信号发射机的极化状态判决结果，并按照结果安排后续调度。
作为本申请优选的技术方案，步骤4.1：感知信号发射机发送极化感知信号，不指示感知信号接收机上报对应极化状态信息并且指示感知信号接收机上报每一个波束上的极化状态信息。
作为本申请优选的技术方案，步骤5.1：感知信号接收机分别上报每个波束上极化感知信号两个分量EH,i和EV,i给感知信号发射机。
一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计系统，包括感知设备控制单元、感知信号发射机、感知信号接收机。
作为本申请优选的技术方案，所述感知设备控制单元用于生成极化感知信号配置信息。
作为本申请优选的技术方案，所述感知信号发射机接收来自所述感知控制单元的极化感知信号配置信息，按照配置信息生成对应的极化感知信号，并发送至所述感知信号接收机。
作为本申请优选的技术方案，所述感知信号接收机估计极化状态信息，并上报至所述感知信号发射机。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
在本申请的方案中：通过感知设备控制单元负责制定感知策略，生成极化状态感知信息，感知发射机负责发送极化感知信号，感知接收机负责对车载天线极化状态进行估计，本发明有助于实现车联网中收发信号的极化匹配，避免信号极化失配导致的功率损失，保证车联网安全业务的通信质量，同时提高非安全业务的有效吞吐量。
附图说明：
图1为本申请提供的方式一流程图；
图2为本申请提供的方式二流程图；
图3为本申请提供的流程关系图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一种具体实施方式，不限于全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图3，一种车联网中基于感知的信号估计系统，感知设备控制单元、感知信号发射机、感知信号接收机，其中感知设备控制单元用于生成极化感知信号配置信息，感知信号发射机接收来自感知控制单元的极化感知信号配置信息，按照配置信息生成对应的极化感知信号，并发送至感知信号接收机。感知信号接收机估计极化状态信息，并上报至感知信号发射机，在传统时、频、空域信号估计的基础上，创性地引入信号的极化特征，以极化状态信息表征车载天线朝向，通过感知估计车载天线极化状态，提出基于感知的车载天线极化状态估计方法，包含两种方式，方式一应用于感知信号接收机配置双极化天线，感知信号发射机具有单极化状态的场景，方式二应用于感知信号接收机配置双极化MIMO天线，感知信号发射机具有单极化状态的场景。
一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，包括以下步骤：步骤1：感知设备控制单元生成极化感知信号配置信息，并且分别发给感知信号发射机和接收机；
步骤2：感知信号发射机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且按照配置信息生成对应的极化感知信号；
步骤3：感知信号接收机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且监听极化感知信号；
步骤4：感知信号发射机发送极化感知信号，并且指示感知信号接收机上报对应极化状态信息；
步骤4.1：感知信号发射机发送极化感知信号，不指示感知信号接收机上报对应极化状态信息；
步骤5：感知信号接收机的双极化天线接收来自感知信号发射机的极化感知信号
Figure BDA0003446448870000061
得到对应单极化状态
Figure BDA0003446448870000062
其中
Figure BDA0003446448870000063
然后感知信号接收机上报极化状态信息给感知信号发射机；
步骤5.1：感知信号接收机分别上报极化感知信号的两个分量EH和EV给感知信号发射机；
步骤6：感知信号发射机接收到来自感知信号接收机的EH和EV，根据
Figure BDA0003446448870000064
得到极化状态P；
步骤7：感知信号发射机将极化状态判决结果发送给感知设备控制单元；
步骤8：感知设备控制单元接收来自感知信号发射机的极化状态判决结果，并按照结果安排后续调度步骤。
一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，还包括双极化MIMO系统中基于感知的极化状态估计方法具体步骤如下：步骤1：感知设备控制单元生成极化感知信号配置信息，并且分别发给感知信号发射机和接收机；
步骤2：感知信号发射机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且按照配置信息生成所有波束的极化感知信号；
步骤3：感知信号接收机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且在波束上监听极化感知信号；
步骤4：感知信号发射机发送极化感知信号，并且指示感知信号接收机上报每一个波束上的极化状态信息；
步骤4.1：感知信号发射机发送极化感知信号，不指示感知信号接收机上报对应极化状态信息；
步骤5：感知信号接收机第i组双极化天线接收的极化感知信号，上报每一个波束上的极化状态信息
Figure BDA0003446448870000071
给感知信号发射机；
步骤5.1：感知信号接收机分别上报每个波束上感知信号两个分量EH,i和EV,i给感知信号发射机；
步骤6：感知信号发射机接收到来自感知信号接收机的感知信号，按照
Figure BDA0003446448870000072
计算极化状态信息；
步骤7：感知信号发射机根据
Figure BDA0003446448870000073
得到极化状态判决结果P，将极化状态判决结果发送给感知设备控制单元：
步骤8：感知设备控制单元接收来自感知信号发射机的极化状态判决结果，并按照结果安排后续调度。
工作原理：首先本发明包括车联网中基于感知的信号估计系统，其中信号估计系统包括感知设备控制单元、感知信号发射机、感知信号接收机，其中感知设备控制单元用于生成极化感知信号配置信息，感知信号发射机接收来自感知控制单元的极化感知信号配置信息，按照配置信息生成对应的极化感知信号，并发送至感知信号接收机。感知信号接收机估计极化状态信息，并上报至感知信号发射机，在传统时、频、空域信号估计的基础上，创性地引入信号的极化特征，以极化状态信息表征车载天线朝向，通过感知估计车载天线极化状态，提出基于感知的车载天线极化状态估计方法，包含两种方式，方式一应用于感知信号接收机配置双极化天线，感知信号发射机具有单极化状态的场景，方式二应用于感知信号接收机配置双极化MIMO天线，感知信号发射机具有单极化状态的场景。
方法一，车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，包括以下步骤：
步骤1：感知设备控制单元生成极化感知信号配置信息，并且分别发给感知信号发射机和接收机；步骤2：感知信号发射机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且按照配置信息生成对应的极化感知信号；步骤3：感知信号接收机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且监听极化感知信号；步骤4：感知信号发射机发送极化感知信号，并且指示感知信号接收机上报对应极化状态信息；步骤4.1：感知信号发射机发送极化感知信号，不指示感知信号接收机上报对应极化状态信息；
步骤5：感知信号接收机的双极化天线接收来自感知信号发射机的感知信号
Figure BDA0003446448870000091
得到对应单极化状态
Figure BDA0003446448870000092
其中
Figure BDA0003446448870000093
然后感知信号接收机上报极化状态信息给感知信号发射机；
步骤5.1：感知信号接收机分别上报极化感知信号的两个分量EH和EV给感知信号发射机；
步骤6：感知信号发射机接收到来自感知信号接收机的EH和EV，根据
Figure BDA0003446448870000094
得到极化状态P；
步骤7：感知信号发射机将极化状态判决结果发送给感知设备控制单元；步骤8：感知设备控制单元接收来自感知信号发射机的极化状态判决结果，并按照结果安排后续调度步骤。
方法二，车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，还包括双极化MIMO系统中基于感知的极化状态估计方法具体步骤如下：步骤1：感知设备控制单元生成极化感知信号配置信息，并且分别发给感知信号发射机和接收机；步骤2：感知信号发射机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且按照配置信息生成所有波束的极化感知信号；步骤3：感知信号接收机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且在波束上监听极化感知信号；步骤4：感知信号发射机发送极化感知信号，并且指示感知信号接收机上报每一个波束上的极化状态信息；步骤4.1：感知信号发射机发送极化感知信号，不指示感知信号接收机上报对应极化状态信息；
步骤5：感知信号接收机第i组双极化天线接收的极化感知信号，上报每一个波束上的极化状态信息
Figure BDA0003446448870000101
给感知信号发射机；
步骤5.1：感知信号接收机分别上报每个波束上极化感知信号两个分量EH,i和EV,i给感知信号发射机；
步骤6：感知信号发射机接收到来自感知信号接收机的极化感知信号，按照
Figure BDA0003446448870000102
计算极化状态信息；
步骤7：感知信号发射机根据
Figure BDA0003446448870000103
得到极化状态判决结果P，将极化状态判决结果发送给感知设备控制单元；步骤8：感知设备控制单元接收来自感知信号发射机的极化状态判决结果，并按照结果安排后续调度。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：感知设备控制单元生成极化感知信号配置信息，并且分别发给感知信号发射机和接收机；
步骤2：感知信号发射机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且按照配置信息生成对应的极化感知信号；
步骤3：感知信号接收机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且监听极化感知信号；
步骤4：感知信号发射机发送极化感知信号，并且指示感知信号接收机上报对应极化状态信息；
步骤5：感知信号接收机的双极化天线接收来自感知信号发射机的极化感知信号
Figure FDA0004202548310000011
得到对应单极化状态
Figure FDA0004202548310000012
其中
Figure FDA0004202548310000013
然后感知信号接收机上报极化状态信息给感知信号发射机；
步骤6：感知信号发射机接收到来自感知信号接收机的EH和EV，根据
Figure FDA0004202548310000014
得到极化状态P；
步骤7：感知信号发射机将极化状态判决结果发送给感知设备控制单元；
步骤8：感知设备控制单元接收来自感知信号发射机的极化状态判决结果，并按照结果安排后续调度步骤。
2.根据权利要求1所述的一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，其特征在于，步骤4.1：感知信号发射机发送极化感知信号，不指示感知信号接收机上报对应极化状态信息。
3.根据权利要求1所述的一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，其特征在于，步骤5.1：感知信号接收机分别上报极化感知信号的两个分量EH和EV给感知信号发射机。
4.根据权利要求1所述的一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，其特征在于，还包括双极化MIMO系统中基于感知的极化状态估计方法具体步骤如下：步骤1：感知设备控制单元生成极化感知信号配置信息，并且分别发给感知信号发射机和接收机；
步骤2：感知信号发射机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且按照配置信息生成所有波束的极化感知信号；
步骤3：感知信号接收机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且在波束上监听极化感知信号；
步骤4：感知信号发射机发送极化感知信号，并且指示感知信号接收机上报每一个波束上的极化状态信息；
步骤5：感知信号接收机第i组双极化天线接收的极化感知信号，上报每一个波束上的极化状态信息
Figure FDA0004202548310000021
给感知信号发射机；
步骤6：感知信号发射机接收到来自感知信号接收机的极化感知信号，按照
Figure FDA0004202548310000022
计算极化状态信息；
步骤7：感知信号发射机根据
Figure FDA0004202548310000031
得到极化状态判决结果P，将极化状态判决结果发送给感知设备控制单元：
步骤8：感知设备控制单元接收来自感知信号发射机的极化状态判决结果，并按照结果安排后续调度。
5.根据权利要求4所述的一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，其特征在于，步骤4.1：感知信号发射机发送极化感知信号，不指示感知信号接收机上报对应极化状态信息并且指示感知信号接收机上报每一个波束上的极化状态信息。
6.根据权利要求4所述的一种车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法，其特征在于，步骤5.1：感知信号接收机分别上报每个波束上极化感知信号两个分量EH,i和EV,i给感知信号发射机。
7.一种用于实现权利要求1所述的车联网中基于感知的车载天线极化状态估计方法的系统，其特征在于，包括感知设备控制单元、感知信号发射机、感知信号接收机；
感知设备控制单元生成极化感知信号配置信息，并且分别发给感知信号发射机和接收机；
感知信号发射机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且按照配置信息生成对应的极化感知信号；
感知信号接收机接收到来自感知设备控制单元的极化感知配置信息，并且监听极化感知信号；
感知信号发射机发送极化感知信号，并且指示感知信号接收机上报对应极化状态信息；
感知信号接收机的双极化天线接收来自感知信号发射机的极化感知信号
Figure FDA0004202548310000041
得到对应单极化状态
Figure FDA0004202548310000042
其中
Figure FDA0004202548310000043
然后感知信号接收机上报极化状态信息给感知信号发射机；
感知信号发射机接收到来自感知信号接收机的EH和EV，根据
Figure FDA0004202548310000044
得到极化状态P；
感知信号发射机将极化状态判决结果发送给感知设备控制单元；
感知设备控制单元接收来自感知信号发射机的极化状态判决结果，并按照结果安排后续调度步骤。
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