基于5GNRPC5接口的V2X信号解调分析方法及系统与流程

本发明涉及v2x信号同步与解调，尤其涉及一种基于5g nr pc5接口的v2x信号解调分析方法及系统。

背景技术：

1、目前，基于蜂窝通信的车联网技术c-v2x标准化工作已从lte v2x演进到nr v2x。为了满足面向自动驾驶的多元化高级业务场景对吞吐量、延时、可靠性等技术的指标的要求，nr v2x在lte v2x的基础上对系统设计进行了增强和改进。nr v2x支持基于pc5接口的终端直通通信方式和基于uu接口的网络通信模式，其中，基于uu接口的网络通信模式可以通过5g nr信号分析功能进行解调分析，而实际上，终端直通是v2x的主要工作方式，这一方式可脱离网络设备覆盖进行正常运行，因此，目前还需要针对这一基于pc5接口的终端直通通信方式进行5g nr v2x信号解调分析。

2、当前常采用的基于lte的v2x信号解调分析方法，其主要流程包括信号同步、ofdm(orthogonal frequency division multiplexing,正交频分复用技术)解调、信道估计和均衡等。在这一解调分析过程中，影响解调精度的主要是信号同步算法和信道估计算法等。

3、其中，信号同步算法主要基于同步信号如psss(primary sidelinksynchronization signal,主链路同步信号)、ssss(secondary sidelinksynchronization signal,辅链路同步信号)、cp(cyclic prefix,循环前缀)信号实现，然而其存在一定的缺陷：一是采集的iq数据(即接收信号)中需要包含同步信号，若采集的信号中不包含同步信号，则无法进行同步；二是采用基于cp的信号同步方法，进行相关计算时，需要进行多次滑动，整体效率较低，且滑动步长越短，效率越低。

4、信道估计算法则主要利用标准协议规定的导频信号进行基于ls(least square,最小二乘法)准则和mmse(minimum mean squared error,最小均方误差)准则的估计算法，然而其也存在一定的缺陷：一是虽然ls降低了计算复杂度，但忽略了噪声的影响，估计性能对噪声比较敏感，该噪声影响最终估计的精确性；二是算法仅利用了导频信息，忽略了v2x信号中帧结构隐含的相关信息，最终估计精度较差；三是mmse信道估计算法需要计算矩阵的逆，算法复杂度高。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于5g nr pc5接口的v2x信号解调分析方法及系统，解决现有v2x信号解调分析方法中需要依赖同步信号或基于cp的方式进行同步时需要多次进行相关计算而效率低的问题，通过利用v2x信号的pscch(physicalsidelink control channel,物理侧链路控制信道)信道结构的特点进行同步，有效降低滑动相关次数，降低同步时间，提高同步速度；解决现有基于ls信道估计算法性能易受噪声影响、基于mmse信道估计算法计算复杂度高的问题，通过对dmrs信号(demodulationreference signal,解调参考信号)的信道冲击响应进行dft变换(discrete fouriertransform,离散傅里叶变换)，降低噪声对原始ls算法估计精度的影响，提高信道估计的精度，同时也不需要进行矩阵分解等操作，降低计算复杂度；采用纯软件的方式，实现对5g nrpc5接口的v2x信号的快速同步和高精度解调。

2、第一方面，本发明提供了一种基于5g nr pc5接口的v2x信号解调分析方法。

3、一种基于5g nr pc5接口的v2x信号解调分析方法，包括：

4、基于5g nr pc5接口接收v2x信号，并结合输入的配置情况，判断是否存在同步信号；

5、根据判断结果，选择利用同步信号或利用nr v2x信号帧结构中的agc符号进行信号同步，确定信号中符号的起始位置；

6、对同步后的信号进行ofdm解调，获取v2x信号中pscch信道的解调参考信号dmrs；

7、根据符号的起始位置，结合基于ls准则的估计算法，计算得到dmrs信号的信道估计结果；

8、对信道估计结果进行高斯插值和均衡，得到信号解调分析结果。

9、第二方面，本发明提供了一种基于5g nr pc5接口的v2x信号解调分析系统。

10、一种基于5g nr pc5接口的v2x信号解调分析系统，包括：

11、信号接收模块，用于基于5g nr pc5接口接收v2x信号；

12、信号同步模块，用于结合输入的配置情况，判断是否存在同步信号；根据判断结果，选择利用同步信号或利用nr v2x信号帧结构中的agc符号进行信号同步，确定信号中符号的起始位置；

13、信号解调模块，用于对同步后的信号进行ofdm解调，获取v2x信号中pscch信道的解调参考信号dmrs；

14、信道估计模块，用于根据符号的起始位置，结合基于ls准则的估计算法，计算得到dmrs信号的信道估计结果；对信道估计结果进行高斯插值和均衡，得到信号解调分析结果。

15、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述方法的步骤。

16、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述方法的步骤。

17、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

18、1、本发明提供了一种基于5g nr pc5接口的v2x信号解调分析方法及系统，实现对5g nr pc5接口的v2x信号的快速同步和高精度解调，有效降低信号同步的时间，提高同步效率，同时提高信道估计得精度，降低计算复杂度；且该方法采用纯软件的方式实现，程序可移植性好，成本低。

19、2、本发明所提出的方法解决了现有v2x信号解调分析方法中需要依赖同步信号或基于cp的方式进行同步时需要多次进行相关计算而效率低的问题，该方法可以自动确定是否存在同步信号，并且可以根据阈值的设置，适应不同信噪比条件下对同步信号的自动检测，而且能够在存在同步信号和不存在同步信号的这两种情况下分别实现信号的同步，其中当不存在同步信号时，该算法滑动窗口的长度长，有效减少了滑动次数，采用的滑动相关次数仅占基于cp的滑动相关次数的6.56％，以此显著降低了同步时间，提高了信号同步效率。

20、3、本发明所提出的方法解决了现有基于ls信道估计算法性能易受噪声影响、基于mmse算法计算复杂度高的问题，利用pscch信道的结构特性，同时计算相邻两个agc符号的信道响应，得到整个信道的冲击响应；且该信道估计算法不需要依赖同步信号，通过对dmrs信号的信道冲击响应进行dft变换，降低噪声对原始ls算法估计精度的影响，提高信道估计的精度，同时该算法也不需要进行矩阵分解等操作，有效降低了计算复杂度。