CN109152076B - 一种通信资源调度的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物联网领域，尤其涉及物联网领域中一种通信资源调度的方法，装置和系统，以满足物联网应用中的低时延通信需求。当物联网应用服务器根据业务需求和业务场景，确定需要对某终端启动协同无线资源调度的情况下，物联网应用服务器向无线收发节点发送协同无线资源调度激活请求，请求无线收发节点根据物联网应用服务器的要求对该终端进行协同无线资源调度；无线收发节点收到请求后，以更高的优先级或更高的效率为该终端分配无线资源，如无需终端申请无线资源，无线收发节点主动向该终端分配无线资源，以减少该终端的无线通信时延，实现特定业务场景下的低时延通信需求。

Description

一种通信资源调度的方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及物联网领域，尤其涉及物联网领域中一种通信资源调度的方法，装置和系统。
背景技术
随着物联网(internet of things)技术的发展，物联网技术开始在多种行业得到应用和推广，如智能家居，智能交通，工业控制，远程医疗等。在一些特定行业的物联网应用中，由于应用场景本身的特点和应用需求，对通信时延极为敏感。如，车联网(vehicle toeverything,V2X)中，即车与一切事物通信的物联网，车辆可以通过V2X技术感知到驾驶员当前视野范围之外的车辆或行人信息，从而避免潜在的碰撞；车辆和车辆之间还可以实现驾驶意图传递，即车辆可以接收到其它车辆的驾驶意图并共享传感数据，从而提前采取应急措施，避免危险的发生。又比如，工业互联网(industry internet of things，IIoT)应用中，极端或异常情况下，工业设备需要将数据发送至IIoT应用服务器或其它工业设备，以维护系统的正常运转。上述这些物联网应用场景都有低时延的通信需求，比如第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)的制定的TS 22.185规范中明确提出V2X通信中紧急情况下的最大时延为20毫秒(millisecond，ms)。
然而，目前的无线通信技术并不能满足物联网应用中低时延的通信需求，比如3GPP制定的基于蜂窝技术的V2X无线通信技术，用户终端(user equipment,UE)或车辆与分组数据网关(packet data network gateway,P-GW)之间的时延设定为50ms，无法满足车辆在紧急情况下V2X通信的无线资源调度时延需求。
发明内容
本申请提供一种通信资源调度的方法、装置和系统，以满足物联网应用中的低时延通信需求。
第一方面，本申请提供一种通信资源调度的方法，一种物联网应用服务器协同无线收发节点对终端进行无线资源调度的方法。当物联网应用服务器根据业务需求和业务场景，确定需要对某终端启动协同无线资源调度的情况下，物联网应用服务器向无线收发节点发送协同无线资源调度激活请求，请求中携带指定终端的标识，请求无线收发节点根据约定的方式或请求消息中携带的信息对该终端进行协同无线资源调度；无线收发节点收到请求后，以更高的优先级或更高的效率为该终端分配无线资源，如无需终端申请无线资源，无线收发节点主动向该终端分配无线资源，以减少该终端的无线通信时延，实现特定业务场景下的低时延通信需求。该通信资源调度的方法不限定具体的行业应用，可以广泛应用于如工业互联网、车联网、远程医疗等对时延比较敏感的物联网行业应用。另外，由于各行业应用场景不同，对时延的需求不同，需要进行协同无线资源调度的判断规则、算法均不同，因此，本申请对物联网应用服务器发起协同无线资源调度的触发条件和判断原则也不做限定。
在一种可能的实施例中，当物联网应用服务器确定不再需要特别对某终端进行协同无线资源调度时，物联网应用服务器向无线收发节点发送协同无线资源调度去激活请求，请求无线收发节点停止对该终端进行协同无线资源调度，以避免无线资源分配的不公平或不均衡。
本申请不限定协同无线资源调度激活或去激活消息的转发路径。消息可以经由物联网控制功能和通信网络中的任一或多个功能实体进行转发。
在一种可能的实施例中，为了使无线收发节点或终端能够感知到协同无线资源调度所针对的物联网业务，物联网应用服务器在协同无线资源调度激活或去激活消息中还可以携带终端与物联网服务器间的业务流信息，并将携带业务流信息的无线资源激活或去激活消息发送至具备承载控制功能的通信网络实体，如策略与计费规则功能，策略控制功能，分组数据网关和会话管理功能中任一或多个功能实体；承载控制功能实体确定物联网业务流信息对应的业务承载标识，并在转发至无线收发节点的协同无线资源调度激活或去激活消息中携带此业务承载标识。
在另一种可能的实施例中，为了对物联网服务器发起的协同无线资源调度进行控制，如控制频率或次数等，以确保对所有终端提供相对公平和均衡的无线资源，终端用户要想保证低时延的无线通信，提升业务体验，需要针对特定的业务或APN签约协同无线资源调度，相应的，协同无线资源调度激活或去激活消息要经由协同无线资源调度决策功能实体进行转发，协同无线资源调度决策功能实体在查询用户签约数据中支持协同无线资源调度的情况下，才将协同无线资源调度激活或去激活消息转发至无线收发节点。
为了使无线收发节点能够更好的对指定终端进行协同无线资源调度，物联网应用服务器还可以在协同无线资源调度激活请求中携带协同无线资源调度时延需求，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻中一个或多个信息。无线收发节点根据协同无线资源调度时延需求可以调整各终端的调度优先级；根据协同无线资源调度上行报文大小可以为指定终端分配满足业务需求的无线资源，避免无线资源的浪费；根据协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻可以在终端需要上报数据的时刻为终端分配无线资源，提高无线资源的利用效率。
在一种可能的实施例中，无线收发节点还可以向终端转发协同无线资源调度激活或去激活请求，以提高通信效率。终端根据协同无线资源调度激活或去激活请求中的物联网业务标识，可以优先发送该物联网业务的数据。终端根据协同无线资源调度上行报文大小，可以调整要发送的物联网业务报文的大小，避免无线收发节点分配的无线资源和终端要发送的上行报文大小不匹配时，带来的通信效率和通信时延问题；如无线收发节点分配的无线资源大于终端要发送的上行报文大小时，导致的无线资源浪费问题，有比如无线收发节点分配的无线资源小于终端要发送的上行报文大小时，需要多次分配无线资源而导致的传输效率下降问题。另外，将协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻发送给终端，也可以协调无线收发节点和终端在无线资源的分配和使用上的节奏，提高无线资源利用率和通信效率。
第二方面，本申请提供一种装置，实现如第一方面所述方法中物联网应用服务器的功能，或无线收发节点的功能，或终端的功能。所述物联网应用服务器的功能，或无线收发节点的功能，或终端的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
第三方面，本申请提供一种装置，实现如第一方面所述方法中的物联网控制功能，或承载控制功能或协同无线资源调度决策功能。这些功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的方法。
第五方面，本申请提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的方法。
第六方面，本申请提供一种实现通信资源调度的系统，该系统至少包括如上所述的物联网应用服务器和无线收发节点。此外，该系统还可以包括终端，物联网控制功能，承载控制功能和协同无线资源调度决策功能中的一个或多个。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种系统架构示意图；
图1a为本发明实施例提供的另一种系统架构示意图；
图1b为本发明实施例提供的又一种系统架构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种4G通信网络下的系统架构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种5G通信网络下的系统架构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种无线资源调度示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种无线资源调度示意图；
图6为本发明实施例提供的一种本发明方案构思方法流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种协同无线资源调度示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种协同无线资源调度示意图；
图9为本发明实施例提供的一种用户签约数据中包含协同无线资源调度信息的示意图；
图10为本发明实施例提供的一种协同无线资源调度方法流程示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种协同无线资源调度方法流程示意图；
图12为本发明实施例提供的又一种协同无线资源调度方法流程示意图；
图13为本发明实施例提供的一种4G通信网络下的协同无线资源调度方法流程示意图；
图14为本发明实施例提供的另一种4G通信网络下的协同无线资源调度方法流程示意图；
图15为本发明实施例提供的一种4G网络下获取协同无线资源调度签约的方法流程示意图；
图16为本发明实施例提供的另一种4G网络下获取协同无线资源调度签约的方法流程示意图；
图17为本发明实施例提供的一种5G通信网络下的协同无线资源调度方法流程示意图；
图18为本发明实施例提供的一种计算机设备示意图；
图19为本发明实施例提供的一种物联网应用服务器功能模块示意图；
图20为本发明实施例提供的一种无线收发节点功能模块示意图；
图21为本发明实施例提供的一种终端功能模块示意图；
图21a为本发明实施例提供的一种车辆功能模块示意图；
图22为本发明实施例提供的一种协同无线资源调度决策功能模块示意图；
图23为本发明实施例提供的一种承载控制功能模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
本申请所提供的技术方案基于如图1所示的物联网系统架构。如图1所示的物联网系统中至少包括物联网应用服务器(IoT Application Server，IoT AS)101，通信网络102和物联网终端104。通信网络102中至少包含无线收发节点103。物联网应用服务器101通过通信网络104提供的无线和有线通信资源与终端104进行通信，如接收终端104上报的数据，向终端104发送控制命令等。可选的，物联网系统中还包括物联网平台105，物联网平台105至少包括物联网终端104进行连接和管理的功能，物联网平台105也可以称为物联网连接管理功能。物联网平台105通过通信网络102与终端104进行通信，如可以将收到的终端上报的数据发送给IoT AS 101，也可以将收到的IoT AS 101发送的控制命令通过通信网络102发送给终端104。两个或多个终端之间，也可以通过通信网络进行通信，如两个终端通过无线收发节点进行消息交互，两个终端间交互的消息不需要通过物联网应用服务器转发。需要说明的是，物联网架构中，终端104也可以理解为一个具备通信功能的用户设备，因此，终端也可以被称为用户设备(user equipment，UE)。
本申请所提供的技术方案和如图1所示的系统架构可以适用于多种行业应用，如智能交通、工业互联网等。图1a和图1b所示分别为本申请所提供技术方案应用于工业互联网和车联网中的系统架构图。其中，工业互联网应用服务器101-a和车联网服务器(V2XApplication Server，V2X AS)101-b为图1中物联网应用服务器101在不同应用场景下的可能形态；工业互联网平台105-a和车联网控制功能(V2X Control Function，VCF)105-b为图1中物联网平台105在不同应用场景下的可能形态；工业设备104-a和车辆104-b为图1中终端104在不同应用场景下的可能形态。为了使本领域技术人员更加容易理解本申请所提供的技术方案，本申请中以下实施例以车联网中的应用场景为例，对本申请所提出的技术方案进行描述，可以理解的是，本申请中所提供的技术方案并不限定具体的行业应用，虽然在不同的行业应用中，物联网应用服务器和终端的名称或形态有所不同，但，凡是基于如图1所示的物联网架构的物联网系统，都可以使用本申请实施例中所描述的技术方案实现对终端的通信资源调度。
下面，以车联网应用的具体场景为例，对本申请所提供的技术方案进行进一步的说明。
如图1b所示的车联网系统中车联网服务器101-b通过通信网络104提供的无线和有线通信资源与车辆104-b进行通信，如接收车辆上报的车辆驾驶环境数据、驾驶行为数据、车机运行数据等信息，又比如向车辆104-b发送驾驶辅助信息、预警信息等。车辆104-b包括传感器设备和车辆通信单元，传感器设备可以采集车本身的速度、位置、驾驶环境和行为等信息，车辆可以通过车辆通信单元收发数据。
以图1b所示的系统架构为基础，图2和图3进一步给出了两种不同类型的通信网络下，实现本发明实施例的系统架构。本领域技术人员可以理解，本申请不限定通信网络的类型。
图2为本申请提出的，以3GPP标准组织定义的4G通信网络为基础的车联网系统架构。图1-图1b中的通信网络102实例化为图2中的4G通信网络202，包括归属用户服务器(home subscriber server，HSS)，策略与计费规则功能(policy and charging rulesfunction，PCRF)，移动性管理实体(mobility management entity，MME)，会话或分组数据网关(session/packet data network-gateway，S/P-GW)，演进通用陆地无线接入网络(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，业务能力开放功能(Service Capability Exposure Function，SCEF)等设备、实体或网络，其中演进通用陆地无线接入网络203中包含演进节点B(evolved Node B，eNodeB)，eNodeB为图1-图1b中无线收发节点103的一种实施例。
图3为本申请提出的，以3GPP标准组织定义的5G通信网络为基础的车联网系统架构。图1-图1b中的通信网络102实例化为图3中的5G通信网络302，包括策略控制功能(policy control function，PCF)，会话管理功能(session management function，SMF)，接入和移动性功能(access and mobility function，AMF)，用户面功能(user planefunction，UPF)，用户数据管理(user data management，UDM)，无线接入网络(radioaccess network，RAN)，网络开放功能(Network Exposure Function，NEF)等逻辑功能、设备、实体或网络，其中RAN-203中包含支持5G接入的无线收发节点。
从图1b-图3所示的车联网系统架构中可以看出，车辆与车联网服务器间或车辆与车辆间通过通信网络进行通信，无论通信网络的类型和架构如何，无论通信网络内部对车联网应用的消息或数据如何进行转发，任一车辆发送的消息要送达其它车辆或车联网服务器，车辆与无线收发节点间的通信是必不可少的一段通信路径，因此，减少车辆与无线收发节点间的通信时延，就可以减少车辆与车联网服务器或车辆与车辆间的通信时延，从而满足紧急情况下车联网业务的时延需求。需要说明的是，本申请中所说的就“紧急”，泛指具体行业应用中需要低时延或快速响应的场景，紧急程度对时延的具体技术需求，如30ms或20ms或10ms或5ms，视具体业务场景和通信网络能力而定，本申请不做限定。
现有技术中，车辆要通过通信网络向车联网服务器上报数据或向其它车辆发送数据，首先要通过上行信道向无线收发节点请求空口资源，然后无线收发节点通过下行信道向车辆下发授权所述车辆使用的空口资源，之后车辆才能使用被授权的空口资源发送数据。如果车辆要上报的数据量较大，则无线收发节点需要多次为车辆分配空口资源。图4以4G分时双工长期演进(Time Division Duplexing Long Term Evolution，TDD-LTE)技术为例，分析现有技术中车辆与无线收发节点间的通信时延。
图4中，eNodeB侧的时间轴被分解为多个子帧(subframe)，每个子帧的时间长度为1ms。子帧有D，S，U三种类型，其中D类子帧，如401所示，代表下行(downlink)子帧，eNodeB在下行子帧的时间段内可以向UE发送下行消息；U类子帧，如403所示，代表上行(uplink)子帧，eNodeB在上行子帧的时间段内可以接收UE发送的上行消息；S类子帧，如402所示，代表特殊(special)子帧，用于实现下行与上行间的切换或翻转，同时eNodeB也可以用来传下行数据，特殊子帧也可以被视为下行子帧。
如图4所示，假设车辆遇到紧急情况，比如急刹或失控，车辆在403上行子帧向eNodeB上报Scheduling Request消息，请求eNodeB为其分配上行空口资源，用以向eNodeB上报数据。eNodeB经过内部资源规划或分配，在404下行子帧向车辆发送UL Grant消息，用以指示为车辆分配的或授权车辆使用的上行空口资源，从403申请空口资源到404授权空口资源，耗时7ms。车辆在收到授权其使用的上行空口资源后，还不能马上上报数据，需要等待4毫秒，在上行子帧405中上报数据。然后，eNodeB经过2ms的处理后，在406下行子帧所在的时刻，将接收到的车辆上报的数据发送给V2X AS。
需要说明的是，车辆在405上行子帧中同时还会上报缓存状态报告(bufferstatus report,BSR)，用以通知eNodeB，车辆是否还有其它待发送或上报的数据，如果车辆还有数据缓存等待上报，则eNodeB还需要为车辆继续分配上行空口资源，并再次向车辆发送UL Grant消息。还需要说明的是，eNodeB向V2X AS转发数据不需要使用空口资源，与空口资源时间子帧没有绑定关系，这里仅借助406下行子帧所在的时刻来标示eNodeB向V2X AS转发数据的时刻。
图4中所示的时间数据为实际环境中的典型数据，具有普遍的代表性，如eNodeB在403上行子帧收到Scheduling Request消息后，一般无法在本周期内接下来的4个下行子帧中立即向UE发送UL Grant授权消息，需要等到下一个周期的下行子帧再向UE发送UL Grant授权消息。由上面的分析可见，车辆要向V2X AS上报数据，仅在车辆到eNodeB的空口传输这一段就要消耗13ms，其中从eNodeB在405收到数据到406发出数据的2ms时延与空口无关，剩下的13ms时延，部分是由于TDD-LTE技术本身上行子帧和下行子帧的比例导致的从下发空口资源(UL Grant)到上报数据(Data)的延时(4ms)，部分是由eNodeB收到空口资源分配请求(Scheduling Request)后内部进行资源分配的处理导致的延时(7ms)。
图4是以TDD-LTE技术为例对空口时延的分析，图5则以FDD-LTE技术为例，说明在分频双工长期演进(Frequency Division Duplexing Long Term Evolution，FDD-LTE)技术下，空口时延同样存在可优化的空间。如图5所示，UE和eNodeB间采用FDD-LTE技术通信，由于FDD-LTE技术为频分技术，无法像图4一样在eNodeB侧以时间轴的形式展开时延分析，因此，图5中以UE侧的时间为基准，进行时延分析：
n-x时(时间单位为ms)：UE产生要上报V2X AS的数据；
n时刻：UE向eNodeB请求空口资源，用于上报数据；
n+4时刻：UE接收eNodeB下发的授权其使用的空口资源；
n+8时刻：UE使用授权其使用的空口资源上报数据，并通过BSR报告剩余待发送的数据量；
n+13时刻：UE继续接收eNodeB下发的授权其使用的空口资源；
n+16时刻：UE上报剩余的数据；
通过如上的分析可以看出，在FDD-LTE的情况下，与TDD-LTE的情况类似，车辆产生要上报V2X AS的数据后，首先要向eNodeB申请空口资源，等待eNodeB为其分配资源后，才能上报数据。如果eNodeB能够感知到车辆即将进入紧急状态，不需要车辆申请空口资源，eNodeB主动为车辆提前分配空口资源，则可以大大缩短空口通信时延，使得V2X AS以在更短的时间内对车辆的突发状况作出反应，比如更快的通知周边车辆，或更快的对车内驾驶人员作出紧急事故处理指导，不仅能够极大的提升V2X业务体验，还能在紧急情况下提升V2X系统的安全性和可靠性。
由于eNodeB本身作为无线收发节点不对车辆上报的数据或车辆周边的环境数据进行分析，既使无线收发节点对车辆上报的数据进行分析，但由于车辆在运行过程中，单个无线收发节点只能接收到一段时间内车辆相关的数据，无法进行综合全面的分析，因此无线收发节点本身无法感知到车辆的状态。本申请借助车联网服务器的数据处理和分析能力，在车联网服务器根据车辆或终端相关的数据，判断需要对车辆或终端进行协同无线资源调度时，通知无线收发节点启动协同无线资源调度，无线收发节点则立即为车辆分配空口资源，无需车辆请求，无线收发节点主动向车辆下发UL Grant消息，以使车辆能够尽快上报数据。本申请中所述的“协同无线资源调度”指由物联网应用服务器协同或指示无线收发节点对指定终端进行特定模式的无线资源调度，这种无线资源调度的特定模式与现有技术中无线收发节点的无线资源调度的模式不同，可以是预先约定的模式，也可以是根据物联网应用服务器的指示参数确定的模式。为了与现有技术中无线资源调度相区别，本申请中将无线收发节点根据物联网应用服务器的指示进行的无线资源调度称为协同无线资源调度。
本申请对需要进行协同无线资源调度的判断条件或判断规则不做限定，本领域技术人员既可以将该方案应用于车辆紧急事故预警和救援的场景，也可以将本方案应用于VIP用户体验提升等差异化服务场景，车联网服务器内部的判断算法和算法所需要的输入数据，由本领域技术人员在具体应用场景中根据需要而设定。车辆相关的数据可以包括车辆上报的运行数据、或路边单元(road side unit，RSU)上报的车辆周边环境信息、或从第三方智能交通系统(Intelligent Transport System，ITS)获取的基本安全消息(basicSecurity message，BSM)、地图数据、信号相位时间(Signal Phase and Timing，SPaT)等信息。V2X AS根据车辆相关的数据判断出车辆处于高速运行、异常驾驶(如醉酒)、通过十字路口等紧急情况，然后下发协同无线资源调度指示给eNodeB，实现V2X业务协同无线资源调度。需要说明的是，V2X AS可以通过特定的消息指示无线收发节点为特定UE进行协同无线资源调度，也可以通过在现有技术的消息中扩展协同无线资源调度指示信元，指示无线收发节点为特定UE进行协同无线资源调度，本申请不限定“指示”的具体方式，可以通过约定的消息名称，也可以通过约定的信元。
如图6所示，601步骤中UE与车联网服务器间建立V2X业务承载，V2X业务承载由通信网络提供，包括无线和有线传输资源。在收到603消息之前的602时间段中，无线收发节点按照现有的无线资源分配机制为UE分配无线资源，即按照图4或图5或其它现有的无线资源调度的方案为UE分配无线资源。车联网服务器判断需要对UE的进行协同空口资源调度，以及时上报UE的V2X业务的数据，车联网服务器在603消息中通知无线收发节点启动或激活对UE的协同无线资源调度。无线收发节点对UE启动协同无线资源调度，在收到606消息之前的605时间段中，无需UE申请无线资源，无线收发节点主动为UE分配无线资源。当车联网服务器判断无需再对UE进行协同空口资源调度时，发送606消息通知无线收发节点停止或去激活对UE进行协同无线资源调度，无线收发节点在接下来的608时间中按照现有的无线资源分配机制为UE分配无线资源。可选的，如果603消息中携带某业务的标识，如V2X业务，无线收发节点在收到603消息时，还可以通知UE协同无线资源调度所针对的业务，以使UE在同时有多个业务或数据连接的情况下，使用协同无线资源调度的无线资源优先上报指定业务的数据，如当UE同时在进行语音、上网和V2X业务，在车辆发生紧急事故时，车联网服务器可以在603消息中指定V2X业务标识，这样无线收发节点就可以在604消息中通知UE优先上报V2X业务的数据；类似的，在收到停止对UE进行协同无线资源调度的606消息后，如果606消息中携带了某物联网业务标识(如物联网业务的应用层标识)或某业务的承载标识，无线收发节点还可以向UE发送607消息，停止指定业务数据的优先上报。当UE存在多个连接或业务，需要上报多种业务数据时，UE如何对V2X业务进行优先级排序，不在本申请的保护范围之内，本申请也不对UE内部的数据发送队列算法或优先级排序算法进行限定。需要说明的是，V2XAS与无线收发节点间的消息可能还需要其它设备或网元的转发，如网关，路由器等，由于这些中间网元或设备仅作消息转发，在图中不再体现。
图6中提到的，605时间段内所使用的协同无线资源调度或协同空口资源调度的方案以TDD-LTE技术为例进行说明。如图7所示，假设eNodeB在700子帧的时刻收到V2X AS发送的为UE启动协同无线资源调度的指示，则eNodeB主动在701下行子帧中向UE发送UL Grant消息，授权UE无线资源，UE可以在下一个上行子帧702中上报V2X业务的数据，接下来，eNodeB在704子帧所在的时刻向车联网服务器转发V2X业务的数据。这样，从eNodeB向UE授权无线资源，到eNodeB向车联网服务器转发数据，上行时延为仅需要7ms，节省了从申请到授权无线资源的等待时间。而且，在启动紧急资源调度后，eNodeB为UE授权无线资源的频度会加大，如图7所示，eNodeB会紧接着在703下行子帧继续为UE授权无线资源。在相同的时间周期内，按照图4所示的现有的资源调度方式，UE只能上报一次数据，而按照图7所示的协同无线资源调度模式，UE可以上报3次数据，数据上报的频率大大提升，上行时延明显缩短。
图8所示为FDD-LTE技术下的协同无线资源调度示意图，图8相比图5的效果，与图7相比图4的效果类似，这里不再赘述。需要说明的是，图7和图8中所示的eNodeB在开启协同无线资源调度后的调度模式仅为示意，本申请不对协同无线资源调度的调度模式进行限定，无线收发节点收到开启协同无线资源调度的指示后，可以根据约定的模式或协同无线资源调度请求中的参数或自身的配置参数选择无线资源调度模式，如图7中，eNodeB在700子帧的时刻收到协同无线资源调度的指示后，可以选择任意下行子帧向UE发送UL Grant消息，eNodeB向UE下发UL Grant授权无线资源的频率也可以根据eNodeB自身的配置进行调整，eNodeB在701下行子帧第一次下发UL Grant消息后，可以选择在701随后的任一下行子帧再次下发UL Grant消息。
需要说明的是，图4、图5、图7和图8以4G无线接入技术TDD-LTE和FDD-LTE为例对协同无线资源调度进行说明，但本领域技术人员应该可以理解的是，本申请所提出的协同无线资源调度技术方案同样适用于其它以终端或UE为单位进行无线资源分配的无线接入技术，只要无线收发节点能够在物联网应用服务器的指示下获知要对哪个终端进行协同无线资源调度，无线收发节点就可以基于其所使用的无线技术，对指定的终端进行特定模式的无线资源调度，及协同无线资源调度。这种特定模式的无线资源调度不同于无线接入技术中的常规调度方式，可以是提高或降低调度优先级，也可以是加快或减慢调度频率，还可以是主动为终端分配资源等，本申请不限定协同无线资源调度的调度模式。
如上介绍了本申请所提供技术方案的系统架构和总体发明构思，如图6所示，物联网应用服务器要协同无线收发节点对指定终端进行无线资源调度，物联网应用服务器至少要通知无线收发节点要进行协同无线资源调度的UE的标识和协同无线资源调度的指示。UE的标识为无线收发节点能够唯一识别某UE的标识，本申请不限定UE的标识的具体类型和格式，可以是国际移动用户识别码(International Mobile Subscriber IdentificationNumber，IMSI)，也可以是全球唯一临时UE标识(Globally Unique Temporary UEIdentity，GUTI)，还可以是移动台综合业务数字网号码(Mobile SubscriberInternational ISDN number，MSISDN)或其它类型的标识。同时，在方案的实际部署过程中，为了优化或完善方案，还可以额外考虑如下技术因素。
首先，由于协同无线资源调度打破了常规无线调度模式下的通信公平和效率均衡，因此通信网络作为网络(包括有线和无线)资源的提供方，需要对协同无线资源调度进行控制。车联网服务器将需要进行协同无线资源调度的车辆通知通信网络，由通信网络最终决策是否对该车辆开启协同无线资源调度。通信网络可以基于流量控制进行决策，如单位时间内只允许有限次的紧急资源调度请求；通信网络还可以基于签约数据进行决策，如通信网络在收到对某UE开启协同无线资源调度的请求后，查询该UE是否签约了协同无线资源调度，只有当该UE签约了协同无线资源调度，通信网络才会允许对该UE开启协同无线资源调度。协同无线资源调度的签约可以以UE的粒度，也可以以UE签约数据中接入点名称(access point name，APN)为粒度。APN指UE通过哪种方式来接入通信网络之外的外部网络，外部网络类型有很多，例如：因特网、集团企业内部网络、行业内部专用网络、车联网等。每个APN可以有多个分组数据网(packet data network，PDN)连接。如图9所示，协同无线资源调度签约数据可以保存为UE签约数据中的一条独立的数据，也可以是与某个APN绑定的数据。协同无线资源调度签约数据的具体取值可以是禁止激活，也可以是默认激活，还可以是条件激活。
其次，如图6中604所示，当无线收发节点为UE调度了无线资源后，为了使UE能够清楚通信网络进行协同无线资源调度所针对的业务，以使UE能够利用协同无线资源调度的资源优先上报所述业务相关的数据，无线收发节点需要通知UE与所述业务相关的标识，如承载标识或应用层的标识。另外，如图9中所示，当UE签约的协同无线资源调度数据与V2X APN绑定时，通信网络也需要获知UE与V2X AS间PDN连接的信息，进而获得PDN连接所归属的APN，才能够决策是否可以对UE开启协同无线资源调度。因此V2X AS在向通信网络发送协同无线资源调度请求时，还可以携带应用层的业务标识或承载面的业务流信息或承载标识，以标识要针对哪个物联网业务进行协同无线资源调度。
再之，虽然如图7中所述，本申请对无线收发节点侧协同无线资源调度的机制或模式不做限定，但是V2X AS仍然可以在协同无线资源调度指示或请求消息中携带协同无线资源调度时延需求，以使无线收发节点根据协同无线资源调度时延需求的紧急程度，调整协同无线资源调度的优先级，如对时延要求最短的UE以最高的优先级或频率进行资源调度。
最后，为了进一步提升协同无线资源调度效率，V2X AS可以在603消息中携带协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻，无线收发节点进一步将协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻通过604消息发送给UE，则无线收发节点侧的协同无线资源调度可以与UE上行报文的节奏对齐，避免无线收发节点为UE分配无线资源的周期或时刻与UE侧发送上行报文的周期或时刻不一致，导致的无线资源浪费。另外，如上所述，当UE不能在一条消息中上报全部数据时，UE会在上报的消息中携带BSR，以指示eNodeB继续为其分配无线资源，这样UE需要等待下一次或多次资源分配才能完成所有数据的上报，V2X AS也需要等到所有的数据分包上传完毕后，才能对完整的数据包进行解析和处理，增加了V2X AS对UE侧事件的处理和响应时延。因此，V2X AS还可以在603消息中携带协同无线资源调度上行报文大小，进而无线收发节点将协同无线资源调度上行报文大小通过604消息发送给UE，这样可以保证无线收发节点分配的无线资源可以满足UE以约定的上行报文大小的进行紧急或低时延通信，即无线收发节点一次性分配足够大小的无线资源，同时也可以使UE以相同的规格对数据进行封装，尽量在一个上行消息中上传所需要上传的数据。
基于如上技术方案的考虑，图10给出了本技术方案的方法流程示意图。其中，图10中的协同无线资源调度决策功能用于对通信网络中协同无线资源调度功能进行控制，收到来自V2X AS的协同无线资源调度需求，负责最终决策是否开启协同无线资源调度；承载控制功能用于根据V2X AS发送的V2X业务流信息，获取V2X业务所对应的通信网络内部设备或功能(如协同无线资源调度决策功能、无线收收发节点)能够识别的承载标识。协同无线资源调度决策功能和承载控制功能这两个名称只是对如上两个逻辑功能进行的概括，本申请不限定具体实现所述功能的通信网元或通信设备，如上任一功能可以单独由一个通信网元或设备实现，也可以由多个通信网元或设备共同实现。本实施例以新增协同无线资源调度激活指示的方式实现“指示”的目的，以其它方式(如通过消息名称指示)实现“指示”的技术方案同样在本申请保护范围之内。
1000：UE通过无线收发节点与V2X AS间建立连接，UE向V2X AS上报车辆相关数据。
1001：V2X AS识别出需要对UE进行V2X业务协同无线资源调度，向通信网络发送消息，请求协同无线资源调度，消息中包括UE的标识，V2X业务流信息(包括IP地址、端口号、协议、带宽等信息)，协同无线资源调度激活指示，可选的，还可以包含V2X业务标识，协同无线资源调度时延需求，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻等信息。
1002：承载控制功能接收到来自V2X AS的请求消息，根据消息中V2X业务流信息获取对应的V2X业务承载标识，该V2X业务承载标识为通信网络中协同无线资源调度决策功能和无线收发节点都可以识别的标识。需要说明的是，本申请中所提到的V2X业务标识和V2X业务承载标识都可以用来识别V2X业务，V2X业务标识为应用层标识，用于V2X服务器和UE识别V2X业务，而V2X业务承载标识为用户面或承载面的标识，用于通信网络中的设备或网元标识V2X业务流的承载。
1003：承载控制功能向协同无线资源调度决策功能转发协同无线资源调度请求的消息，1003消息中至少包含UE的标识，V2X业务流信息，V2X业务承载标识，协同无线资源调度激活指示。当1001消息中包含V2X业务标识，协同无线资源调度时延需求，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期和协同无线资源调度上行报文时刻等信息时，承载控制功能也将这些可选信息包含在1003消息中。
1004：协同无线资源调度决策功能收到协同无线资源调度的请求消息，决策是否允许对V2X业务开启协同无线资源调度。假设协同无线资源调度决策功能根据如图9所示的UE的签约数据进行决策，且协同无线资源调度相关的签约数据与V2X APN绑定，则协同无线资源调度决策功能根据V2X业务承载标识和V2X业务流信息确定对应的V2X APN，然后根据UE的签约数据判断V2X APN是否允许激活协同无线资源调度。
1005：当协同无线资源调度决策功能根据签约数据决策允许激活时，向无线收发节点转发协同无线资源调度请求的消息，消息中包含的内容如1003所述。
1006：无线收发节点向UE转发收到的1005请求消息。
1007：无线收发节点基于协同无线资源调度激活指示，和其它可能的在1005消息中获得的信息，主动向UE授权无线资源。
1008：UE基于在1006消息中接收到的信息，利用无线收发节点分配的无线资源，上报数据。如，基于协同无线资源调度激活指示和协同无线资源调度时延需求，当UE接收到UL_Grant分配的上行无线资源时，UE优先将上行无线资源分配给V2X业务上行报文；基于协同无线资源调度上行报文大小，UE上报的上行报文大小与协同无线资源调度上行报文大小应相同；基于协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻，UE发送上行报文的周期与时刻与eNodeB协同无线资源调度的节奏对齐，以最大程度减少上行时延。
1009：无线收发节点向V2X AS转发数据。
1007-1009所对应的具体的无线侧资源调度可以参考图7或图8的示意。
需要说明的是，图10中所示的消息名称仅是对该消息所要实现的功能或目的的概括，本领域技术人员在具体方案实施时，可以根据具体的通信网络类型和选用的通信协议，选择合适的消息实现图10中消息的功能。相比图6中的603，图10中的1001-1005是对车联网服务器如何通知无线收发节点进行协同无线资源调度的进一步完善和优化。
可以理解的是，当车联网服务器根据数据分析判断不需要再对UE进行协同无线资源调度时，如图6中606消息所示，车联网服务器还要通知无线收发节点去激活协同无线资源调度。图11为与图10对应的去激活协同无线资源调度流程，其中1000-1009与图10中的描述相同。当V2X AS判断不需要再对UE进行协同无线资源调度时，V2X AS向承载控制功能发送1010停止协同无线资源调度消息，消息中至少包含UE的标识，V2X业务流信息(包括IP地址、端口号、协议、带宽等信息)和协同无线资源调度去激活指示承载控制功能在1011步骤获取与V2X业务流信息对应的V2X业务承载标识，并在1012中附加V2X业务承载标识。协同无线资源调度决策功能收到1012消息，直接将此消息转发给无线收发节点，如1013消息。可选的，无线收发节点还可以将此消息转发给UE(如1014消息)，以指示UE不需要对特定业务的数据进行优先发送，也不再需要按照1006消息的指示进行特殊消息封装和上报。
V2X AS还可以通过VCF向通信网络发起协同无线资源调度的请求，如图12所示，图12所示的流程与图10基本相同，不同之处在于，图10中的1000消息在图12中对应于1001-2消息，图12中的1001-1消息中所包含的内容可以与1000消息相同，在VCF参与了UE和V2X AS间连接建立的情况下，1001-1消息也可以只包含应用层V2X业务标识，由VCF根据V2X应用层业务标识确定出对应的V2X业务流信息，并在1001-2消息中携带V2X业务流信息。
基于图10所描述的技术方案概要，以4G通信网络为例，图13给出了在4G通信网络中实施本技术方案的消息流程图。图13中重用4G通信网络中的承载更新流程实施如图10中所示的技术方案。图13中的PCRF和S/PGW联合实现图10中的承载控制功能，图13中的MME实现图10中的协同无线资源调度决策功能。具体消息流程描述如下，其中仅着重描述重用的现有技术中与本技术方案强相关的部分：
1300：UE通过4G通信网络建立与V2X AS的连接，UE与V2X AS的承载经由eNodeB和S/P-GW，另外，MME和PCRF也参与了承载建立的信令流程。
1301：V2X AS向PCRF发送AA-Request(Authentication and Authorization)消息，请求紧急资源调度，如1001所述，AA-Request中至少包含UE的标识，V2X业务流信息(包括IP地址、端口号、协议、带宽等信息)，协同无线资源调度激活指示，可选的，还可以包含协同无线资源调度时延需求，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻等信息。
1303：PCRF根据V2X AS提供的业务流信息获得对应的QCI和ARP，PCRF将QCI和ARP添加在收到的1301消息中，并通过RAR(Re-Auth Request)消息转发请求给S/P-GW。
1304：S/P-GW根据PCRF传递的业务流相关的信息，QCI和ARP信息获得对应的承载标识(Bearer ID)，并添加在收到的1303消息中，然后将请求协同无线资源调度的消息以Update bearer Request消息的形式发送给MME。
1306：MME根据收到的业务流信息，承载标识信息确定对应的V2X APN，然后判断签约信息中是否允许激活协同无线资源调度，当签约信息允许激活协同无线资源调度时，MME向eNodeB发送Bearer Modify Request消息，其中打包了Session Modify request消息。Bearer Modify Request消息和Session Modify request消息中至少包含UE的标识，承载标识和激活协同无线资源调度的指示，可选的，还可以包含协同无线资源调度时延需求，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻中至少一项信息。Bearer Modify Request消息用于通知eNodeB启动协同无线资源调度，为603或1005消息的实例。Session Modify request消息用于通知UE启动协同无线资源调度，为604或1006消息的实例。需要说明的是，MME可以在UE附着的过程中从HSS获取用户的签约数据，如图15所示；用户的签约数据变更时，HSS也会主动通知MME更新用户的签约数据，如图16所示；所述用户的签约数据中就包含协同无线资源调度签约数据，如图9所示。
1307：无线收发节点将Session Modify request消息打包在RRC connectionreconfiguration消息中发送给UE。1307可以视为604或1006消息的实例。
1313-1009：具体参考1007-1009的描述。
需要说明的是，消息1308-1313都是现有4G承载更新流程中的固有消息，本申请技术方案对这些消息没有改动，不再赘述。可以理解的是，图11中的去激活协同无线资源调度同样可以重用如图13中的承载更新流程来实现。4G通信网络下使用承载更新流程实现去激活协同无线资源调度的流程与图13中的1301-1312步骤基本相同，不同之处在于，去激活流程中，从V2X AS到UE的下行消息(1301,1303，1305,1306和1307)中的携带的是去激活协同无线资源调度的指示，另外，去激活流程的下行消息中不会携带协同无线资源调度时延需求，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻。还需要说明的是，图13中V2X AS也可以直接向S/PGW发送激活协同无线资源调度的消息，由S/PGW实现图10中的承载控制功能，V2X AS向S/PGW发送的消息内容与1301类似，这里不再赘述。
另外，如图12中所示的V2X AS通过VCF发起协同无线资源调度的方法也可以通过重用承载更新的流程来实现，如图14所示。图14中所示的流程与图13基本相同，不同之处在于，图14中V2X AS通过VCF向4G通信网络发送发起或停止协同无线资源调度，1402-1406与1301-1305相同，1401消息中至少包含UE的标识，V2X业务流信息(包括IP地址、端口号、协议、带宽等信息)，协同无线资源调度激活指示，可选的，还可以包含协同无线资源调度时延需求，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻等信息。同理，V2X AS通过VCF停止协同无线资源调度的方法也可以通过重用承载更新的流程来实现，这里不再赘述。
图13-图16为本申请所提供技术方案在4G通信网络中的可能的具体实施方式，如前所述，本申请所提供技术方案不限定具体的通信网络类型，同样可以适用于5G或其它类型的通信网络。图17以5G通信网络为例，说明在5G通信网络下实施本方案的一种可能的实现方式。需要说明的是，图17中所示的5G通信网络中网元或设备的名称仅为示例，不构成限定，无论未来这些网元的名称或形态如何变化，只要实现了本方案的功能，则都在本申请保护范围之内。还需要说明的是，由于本申请提交之日，5G通信网络的标准仍未完善，网元间消息流程还在讨论中，因此图17中所示流程图中的消息名称仅为示例。图17中的PCF，SMF，AMF和RAN分别执行图13中PCRF，S/P-GW，MME和eNodeB在协同无线资源调度激活中的功能，图17的消息流程和图13基本相同，这里不再赘述。还有一点与图13不同的是，图17中，AMF从UDM获取用户的签约数据，在用户的签约数据中包含协同无线资源调度签约数据，当用户的签约数据变更时，UDM也会通知AMF更新用户的签约数据。
需要说明的是，协同无线资源调度指示消息在通信网络中转发的路径和方式，本申请不做限定，如图13、图14和图17中，V2X AS或VCF可以直接与PCRF或PCF相连，也可以先将消息发送给SCEF或NEF，然后再由SCEF或NEF转发给PCRF或PCF，当然SCEF或NEF也可以直接将消息转发给MME或AMF，本领域技术人员也可以使用其它的路径来实现V2X AS到无线收发节点的消息转发。
如上对本申请所提供技术方案的方法和流程进行了说明，本方法至少涉及V2X AS和无线收发节点，还可能包含VCF，承载控制功能，协同无线资源调度决策功能和UE等功能实体。可以理解的是，各个网元，例如UE，无线收发节点，通信网络实体等为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
例如，如图18所示，本申请中的IoT应用服务器(如V2X AS)，IoT平台(如VCF)，承载控制功能，协同无线资源调度决策功能和UE可以通过图18中的计算机设备(或系统)来实现。
图18所示为本发明实施例提供的计算机设备示意图。计算机设备1800包括至少一个处理器1801，通信总线1802，存储器1803以及至少一个通信接口1804。
处理器1801可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。
通信总线18018可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
通信接口1804，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备通信，如以太网，无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless local area networks，WLAN)等。
存储器1803可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
其中，存储器1803用于存储执行本发明方案的应用程序代码，并由处理器1801来控制执行。处理器1801用于执行存储器1803中存储的应用程序代码，从而实现本专利方法中V2X AS，VCF，承载控制功能，协同无线资源调度决策功能或UE的功能。
在具体实现中，作为一种实施例，处理器1801可以包括一个或多个CPU，例如图18中的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备1800可以包括多个处理器，例如图18中的处理器1801和处理器1808。这些处理器中的每一个可以是一个单核(single-CPU)处理器，也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备1800还可以包括输出设备1805和输入设备1806。输出设备1805和处理器1801通信，可以以多种方式来显示信息。例如，输出设备1805可以是液晶显示器(liquid crystal display，LCD),发光二级管(light emittingdiode，LED)显示设备，阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示设备，或投影仪(projector)等。输入设备1806和处理器1801通信，可以以多种方式接受用户的输入。例如，输入设备1806可以是鼠标、键盘、触摸屏设备或传感设备等。
上述的计算机设备1800可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备1800可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(personal digital assistant，PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备、嵌入式设备或有图18中类似结构的设备。本发明实施例不限定计算机设备1800的类型。
本发明实施例还可以对V2X AS，承载控制功能或协同无线资源调度决策功能进行功能模块划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以此采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意行的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
图19给出了上述实施例中所涉及的一种V2X AS可能的功能模块示意图，该设备1900包括数据分析模块1901和通信模块1902，其中通信模块1902用于与外部功能进行通信，包括接收UE上报的数据，向通信网络发送激活或去激活协同无线资源调度指示等，1901数据分析模块对收到的数据进行分析，当判断需要对UE进行协同无线资源调度时，通过通信模块1902向通信网络发送请求消息。具体的方法流程参见如上方面描述，这里不再赘述。
图20给出了上述实施例中所涉及的无线收发节点的一种可能的结构示意图，包括无线收发器2001,处理器2002，存储器2003以及通信模块2004。所述无线收发器2001用于支持与上述实施例中的所述的UE之间收发信息。所述处理器2002执行各种用于与UE通信相关的功能。在上行链路，来自所述UE的上行链路信号经由天线接收，由无线收发器2001进行调解，并进一步由处理器2002进行处理来恢复UE所发送到业务数据和信令信息。在下行链路上，业务数据和信令消息由处理器2002进行处理，并由发射器2001进行调解来产生下行链路信号，并经由天线发射给UE。处理器2002还执行本申请中涉及协同无线资源调度的处理过程，如处理器2002处理通信模块2004接收的来自V2X AS的协同无线资源调度激活指示，通过2001向UE发送UL Grant消息。存储器2003用于存储基站的程序代码和数据。通信模块2004用于支持无线收发节点与其他通信网络实体和物联网应用服务器进行通信。
图21为本发明实施例提供的一种终端或UE的模块结构示意图，如图21所示，IoT终端2100至少包括IoT应用模块2111和通信模块2110。其中IoT应用模块2111通过通信模块2110与外部设备进行IoT应用的数据交互，如向IoT应用服务器上报数据或向其它IoT终端发送数据等。IoT应用模块2111应该具备如上实施例中所述的终端根据协同无线资源调度指示和其它协同无线资源调度信息，利用无线收发节点为终端分配的无线资源上报IoT应用数据的能力。
以车联网应用为例，图21a为车联网应用中终端，即车辆，的组成结构示意图，如图21a所示，车辆至少包括车辆状态感知系统2103，环境感知系统2101和通信模块2102。其中，图21a中通信模块2102为图21中通信模块2110的一种具体实施例，图21a中的环境感知系统2101和车辆状态感知系统2103为图21中IoT应用模块2111的一种具体实施例。
环境感知系统2101用于采集车辆相关的环境信息并通过通信模块2102向V2X AS上报数据。环境感知系统2101可以包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达和全球定位系统(Global Positioning System，GPS)等。
车辆状态感知系统2103可以通过T-Box、OBD和车载传感器来获取车辆的位置、速度、加速度和转向等数据，另外，还可以通过在车辆内部部署摄像头，获取车辆驾驶员的呼吸状态、眼睛张合状态和注意力集中情况中一种或多种信息。并通过通信模块2102将数据传出到V2X AS。车辆状态感知系统2103可以在车联网标准终端(telematics box，T-Box)上执行，车载T-Box可深度读取汽车CAN总线数据，输出车况报告、行车报告、油耗统计、故障提醒、违章查询、位置轨迹、驾驶行为、安全防盗、预约服务、远程找车、利用手机控制汽车门、窗、灯、锁、喇叭、双闪、反光镜折叠、天窗、监听中控警告和安全气囊状态等，并通过通信模块2102将数据传出到V2X AS。
车辆还可以包括，底层控制系统2104，包括制动与驱动、电动助力转向、自动变速器、电子稳定系统等。可选的，车辆还包括人机交互界面2105，比如辅助驾驶场景中，紧急情况下，车辆状态感知系统2103将由通信模块2102获取到的告警信息显示在人机交互界面，以供驾驶员参考。可以理解的是，在自动驾驶场景下，车辆状态感知系统2103将收到的告警信息，如前车急刹信息直接发给底层控制系统2104，以使得底层控制系统2104调整车速。
图21a中示出的设备结构并不构成对车辆的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在此不再赘述。
图22为本发明实施例提供的协同无线资源调度决策功能的一种可能的功能模块示意图。其中通信模块2202用于与通信网络中的其它网元或逻辑功能通信，如与承载控制功能或无线收发节点或用户数据管理功能(如HSS或UDM)通信。存储模块2203用于存储用户的签约数据。协同无线资源调度决策模块2201用于在收到承载控制功能发来的激活协同无线资源调度指示时，根据用户的签约数据决策是否激活协同无线资源调度，并生成激活协同无线资源调度的消息，通过通信模块2202向无线收发节点发送。
图23为本发明实施例提供的承载控制功能的一种可能的功能模块示意图。其中通信模块2302用于与V2X AS和通信网络中的其它网元或逻辑功能通信，如协同无线资源调度决策功能。存储模块2203用于存储UE与V2X AS间承载相关的信息，如业务流信息和承载标识等。承载标识获取模块2201用于在收到V2X AS或VCF发来的激活或去激活协同无线资源调度指示时，获取与V2X业务流信息匹配的承载标识，并生成激活协同无线资源调度的消息，通过通信模块2202向协同无线资源调度决策功能发送。
上述功能模块既可以采用硬件的形式实现，也可以此采用软件功能模块的形式实现。比如，图19中的数据分析模块1901可以通过图18中的处理器1801调用存储器1803中的代码来实现，本发明实施例对此不作任何限制。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了说明，本领域技术人员应该理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。在权利要求中，“包括”一次不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能结合起来产生良好的效果。

Claims (20)

1.一种物联网通信资源调度的方法，其特征在于，
物联网应用服务器确定对终端启动协同无线资源调度；
所述物联网应用服务器向无线收发节点发送协同无线资源调度激活请求，所述请求中包括所述终端的标识和协同无线资源调度时延需求，所述请求用于指示所述无线收发节点对所述终端启动协同无线资源调度，所述无线收发节点用于根据所述协同无线资源调度时延需求调整各终端的调度优先级；
所述请求还包括物联网业务标识，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻中一个或多个信息，所述物联网业务标识为所述物联网应用服务器所提供的物联网业务的标识，所述无线收发节点还用于根据所述物联网业务标识通知所述终端使用协同无线资源调度的无线资源优先上报所述物联网业务的数据，根据所述协同无线资源调度上行报文大小为所述终端分配满足业务需求的无线资源，或者，根据所述协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻，在所述终端上报数据的时刻为所述终端分配无线资源。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物联网应用服务器向所述无线收发节点发送协同无线资源调度激活请求后，所述方法还包括，
所述物联网应用服务器确定对所述终端停止协同无线资源调度；
所述物联网应用服务器向所述无线收发节点发送协同无线资源调度去激活请求，所述请求中包括所述终端的标识，所述请求用于指示所述无线收发节点对所述终端停止协同无线资源调度。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述协同无线资源调度激活或去激活请求经承载控制功能发送至所述无线收发节点，所述物联网应用服务器发送的协同无线资源调度激活请求中还包括物联网业务流信息，所述物联网业务流为所述终端与所述物联网应用服务器间的业务流。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述承载控制功能由策略与计费规则功能，策略控制功能，分组数据网关和会话管理功能中任一或多个功能实体实现。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述协同无线资源调度激活或去激活请求经所述物联网控制功能发送至所述无线收发节点。
6.如权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于，所述物联网应用服务器确定开启对终端的协同无线资源调度，包括：所述物联网应用服务器至少根据终端上报的数据，确定开启对终端的协同无线资源调度。
7.一种物联网通信资源调度的方法，其特征在于，
无线收发节点接收协同无线资源调度激活请求，所述请求中包括终端的标识和协同无线资源调度需求，所述请求还包括物联网业务标识，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻中一个或多个信息，所述物联网业务标识为所述物联网应用服务器所提供的物联网业务的标识；
所述无线收发节点根据所述协同无线资源调度时延需求确定所述终端的调度优先级；
所述无线收发节点根据所述物联网业务标识通知所述终端使用协同无线资源调度的无线资源优先上报所述物联网业务的数据，根据所述协同无线资源调度上行报文大小为所述终端分配满足业务需求的无线资源，或者，根据所述协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻，在所述终端上报数据的时刻为所述终端分配无线资源；
所述无线收发节点并根据所述请求主动向所述终端授权无线资源。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无线收发节点接收协同无线资源调度激活请求后，所述方法还包括，
所述无线收发节点接收协同无线资源调度去激活请求，所述请求中包括所述终端的标识；
所述无线收发节点停止主动向所述终端授权无线资源。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述无线收发节点接收协同无线资源调度激活或去激活请求，包括，无线收发节点接收分组数据网关或协同无线资源调度决策功能发送的协同无线资源调度激活或去激活请求，所述协同无线资源调度决策功能由移动性管理实体或接入和移动性功能实现。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述无线收发节点接收协同无线资源调度激活或去激活请求后，所述方法还包括，所述无线收发节点向所述终端转发协同无线资源调度激活或去激活请求。
11.一种物联网通信资源调度的方法，其特征在于，
终端接收协同无线资源调度激活请求，所述请求中包括物联网业务标识或承载标识，所述协同无线资源调度激活请求由无线收发节点根据所述终端的调度优先级发送，所述终端的调度优先级基于协同无线资源调度时延需求确定，所述请求还包括协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻中一个或多个信息，所述物联网业务标识为所述物联网应用服务器所提供的物联网业务的标识；
所述终端接收所述无线收发节点发送的无线资源授权消息；
所述终端使用所述授权的无线资源，发送所述物联网业务标识或承载标识所对应的业务数据；
其中，在所述请求中包括无线资源调度上行报文大小的情况下，所述终端发送的单个上行数据包大小不超过所述协同无线资源调度上行报文大小；
在所述请求中包括协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻的情况下，所述终端根据所述上行报文周期或上行报文时刻使用所述授权的无线资源上报数据。
12.一种实现物联网通信资源调度的物联网应用服务器，其特征在于，包括通信接口，存储器和处理器，其中通信接口用于接收或发送消息，处理器通过总线与存储器和通信接口连接，处理器执行存储器中存储的计算机执行指令，以完成权利要求1-6任一所述方法中物联网应用服务器的功能。
13.一种实现物联网通信资源调度的无线收发节点，其特征在于，包括无线收发器，处理器，存储器和通信模块，其中，
所述通信模块，用于接收协同无线资源调度激活请求，所述请求中包括终端的标识和协同无线资源调度需求，所述请求还包括物联网业务标识，协同无线资源调度上行报文大小，协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻中一个或多个信息，所述物联网业务标识为所述物联网应用服务器所提供的物联网业务的标识；
所述处理器，用于根据所述存储器中存储的计算机执行指令，解析所述协同无线资源调度激活请求，获得所述终端的标识，根据所述协同无线资源调度时延需求确定所述终端的调度优先级，并主动为所述终端分配无线资源并构造授权无线资源的消息；
所述无线收发器，用于向所述终端发送所述处理器构造的授权无线资源的消息；
所述无线收发节点，还用于根据所述物联网业务标识通知所述终端使用协同无线资源调度的无线资源优先上报所述物联网业务的数据，根据所述协同无线资源调度上行报文大小为所述终端分配满足业务需求的无线资源，或者，根据所述协同无线资源调度上行报文周期或上行报文时刻，在所述终端上报数据的时刻为所述终端分配无线资源。
14.如权利要求13所述的无线收发节点，其特征在于，
所述通信模块，还用于接收协同无线资源调度去激活请求，所述请求中包括所述终端的标识；
所述处理器，还用于根据所述存储器中存储的计算机执行指令，解析所述协同无线资源调度去激活请求，获得所述终端的标识，停止主动为所述终端分配无线资源。
15.如权利要求13或14所述的无线收发节点，其特征在于，所述通信模块接收的协同无线资源调度激活或去激活请求来自分组数据网关或协同无线资源调度决策功能，所述协同无线资源调度决策功能由移动性管理实体或接入和移动性功能实现。
16.如权利要求13或14所述的无线收发节点，其特征在于，所述处理器还用于，通过无线收发模块，向所述终端转发所述通信模块接收的协同无线资源调度激活或去激活请求。
17.一种实现物联网通信资源调度的终端，其特征在于，包括通信接口，存储器和处理器，其中通信接口用于接收或发送消息，处理器通过总线与存储器和通信接口连接，处理器执行存储器中存储的计算机执行指令，以完成权利要求11所述的方法中终端的功能。
18.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-11任意一项所述的方法。
19.一种物联网通信资源调度的系统，其特征在于，包括如权利要求12所述的物联网应用服务器和如权利要求13-16任一所述的无线收发节点。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，还包括如权利要求17所述的终端。
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