CN106376088B - 车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法 - Google Patents

车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法 Download PDF

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Abstract

本发明请求保护一种车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方案，涉及车辆通信技术领域，资源分配方案包括：事件触发型传输Event‑triggered traffic和周期型传输Periodic traffic共同使用数据池中的资源；通过每个车载终端周期性的信道竞争及周期性调度共同实现资源分配；车载终端(Vehicle‑UE)不根据基站调度或者随机选择data池中的资源，而是根据信道竞争，并按照一定规则进行资源选择。通过本发明的技术方案，能实现车载终端能不经过基站的调度进行资源选择，尽可能避免资源碰撞，更加合理的利用资源，提高了可靠性。对比该机制和D2D资源池分配方案，本发明能使车车通信在可靠性和资源利用率上有显著提升。

Description

车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法
技术领域
本发明涉及车车通信技术领域，具体涉及及到车车通信中一种基于信道竞争的资源池资源分配方案。
背景技术
目前，国际上有关车联网的协议已经比较成熟的是电气和电子工程师协会IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)提出的WAVE/DSRC(WirelessAccess in Vehicular Environment/Dedicated Short Range Communications)协议。但由于该协议底层采用的802.11p协议工作于非授权频段等原因，使得整个系统对传输时延、时延抖动、服务质量(Quality of Service,QoS)保证都与LTE系统的要求存在一定差距。于是3GPP立项研究车联网(Vehicle-to-Everything,V2X)标准化，并分别对车车通信(Vehicle-to-Vehicle,V2V)、车路通信(Vehicle-to-Infrastructure,V2I)、车人通信(Vehicle-to-Pedestrian,V2P)进行标准制定。
根据3GPP目前达成的一些共识，V2V技术将基于D2D技术(终端直通技术)实现。然而与D2D不同的是，V2V对时延性、可靠性等要求比D2D更加严格，所以对V2V调度方式以及资源分配需要重新设计。由于车车通信中车辆的快速移动，车辆会频繁切换于不同基站覆盖的小区之间，经常会出现小区边缘(edge of coverage)甚至远离小区范围(out ofcoverage)的情况，为了适应此种场景，V2V选择采用D2D技术Communication模式的Mode2进行资源分配，即半静态或预配置资源池的方式。
当用资源池的形式对车载终端V-UE(Vehicle-UE)进行资源分配，需要研究资源碰撞等问题。然而目前的D2D的资源池分配方案主要考虑的是对吞吐量的提升，且在V2V场景中，对不同业务有不同的时延和可靠性要求，比如安全信息和非安全信息，D2D的资源池分配方案无法满足V2V中对可靠性和频谱利用率的要求，需要对资源池进行重新设计。
发明内容
本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种提高了频谱利用率，同时传输成功率明显增加、资源碰撞情况相对减少、更有利于降低干扰、从而提高其传输的可靠性的车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法。本发明的技术方案如下：
一种车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法，其包括以下步骤：
101、将基站分配给车车通信的资源池以时分方式进行划分成包括信道竞争时间在内的若干资源块；
102、在信道竞争时间内设置检测时间窗口，并设置检测起始点；
103、在每个检测时隙，车载终端在全频段按照资源块所在频段检测；
104、在每个检测时隙检测完后，车载终端根据全频段检测的情况，选择连续空闲单位最多的那个频段作为符合条件的频段并进行占用；
105、如果发现符合条件的频段和已占用的频段带宽一样，则不切换发射频段；如果发现比已占用的频段带宽大，则切换发射频段；如果符合条件的频段多于一个，其中有一个包含已占用频段，则占用此已占用频段；如果符合条件的频段都没有包含已占用频段，则从中随机选择一个频段进行占用；
106、根据频段占用情况进行映射到周期型业务的资源上，结束。
进一步的，所述步骤101中将整个资源池以时分方式进行划分成以下四块资源块：信道竞争时间、周期型业务的调度消息SA池、周期型业务的资源、事件触发型业务的资源；对于周期型业务的资源业务，车载终端使用信道竞争后获得的映射资源；对于事件触发型业务的资源业务，车载终端通过空闲信道评估检测来选取空闲信道。
进一步的，所述步骤102中设置检测起始点是在检测时间窗口内随机选择一个时隙作为检测起始点。
进一步的，所述步骤103车载终端V-UE在全频段按照资源块所在频段检测的方式和LAA中的扩展的空闲信道评估方式相同，也以180kHz为单位进行检测。
进一步的，所述步骤104中对连续空闲单位最多的频段占用的方式为：在此频段发射信号，对已占用的频段不需检测，算作空闲。
进一步的，所述步骤106根据频段占用情况进行映射到周期型业务的资源上具体包括：如果周期型业务的资源、事件触发型业务的资源时间比例是a:b，一个车载终端V-UE占用的是na到nb的频段，则在100ms内，周期型业务的资源时间有个TTI，该车载终端V-UE占用周期型业务的资源时间的第到第个TTI。
进一步的，根据路段情况等因素，基站可以动态调整上述周期型业务的资源及事件触发型业务传输的时间的比例；
路况较好时，周期型业务的资源时间分的比例可高于事件触发型业务时间；
路况较差时，周期型业务的资源时间时间分的比例可与事件触发型业务时间大致持平。
进一步的，所述事件触发型业务的资源业务，车载终端通过空闲信道评估检测来选取空闲信道并数据传输，具体包括：
车载终端先在每个TTI开始的34μs内进行信道检测；
检测结果是闲时则在此TTI进行事件触发型业务传输；
如果检测结果是忙时则等到下一个TTI再开始进行重新检测，直到检测到空闲时的TTI再进行事件触发型业务传输。
本发明的优点及有益效果如下：
本发明所设计的资源分配方案相比于D2D Communication模式的Mode2采用的资源分配方案，在整个频谱上的使用次数更加平均，方差更小，提高了频谱利用率，同时传输成功率明显增加。并且随着车辆拥挤程度的增加，传输成功率比后者有明显增长的优势。
附图说明
图1是本发明提供优选实施例车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法实现流程图；
图2是本发明资源分配方案整体设计；
图3是资源分配的流程图；
图4是信道竞争机制示意图；
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清楚、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。
本发明的技术方案如下：
本文设计一种资源分配方案，使得车载终端V-UE在资源池中尽可能避免冲突的选择资源，从而提升了可靠性和资源利用率，特别是在车辆拥挤的情景下。在本资源分配方案中，多个车载终端通过周期性的信道竞争及周期性调度获得独立的传输资源，再根据路段情况等因素，基站可以动态调整Periodic traffic和Event-triggered traffic两种不同业务传输的时间的比例。在本信道竞争模型中，信道检测时隙与LAA中的ECCA时长相同，为9μs。
具体实施方式：结合图1说明本实施方式，本实施方式步骤如下：
步骤一：将整个资源池以TDM的方式分为4块：信道竞争时间、periodic traffic的SA池、periodic traffic的时间以及event-triggered traffic时间。
步骤二：在竞争时间TTI内设置一个开始检测时间窗口(可以选择前50个slot为窗口大小)。在此窗口内，随机选择一个slot作为检测的起始点。
步骤三：在每个时隙上，车载终端V-UE都会在全频段按RB所在频段进行检测。也就是以180kHz为单位进行检测。检测的方式和LAA中的ECCA相同。
步骤四：在每个slot检测完后，由于车载终端V-UE的单载波，所以根据全频段检测的情况，选择连续空闲单位最多的那个频段作为符合条件的频段并进行占用，占用的方式是在此频段发射信号(已占用的频段不需检测，算作空闲)。
步骤五：如果发现符合条件的频段和已占用的频段大小一样，则不切换发射频段。如果发现比已占用的频段大，则切换发射频段。
步骤六：如果符合条件的频段多于一个，其中有一个包含已占用频段，则占用此频段；如果符合条件的频段都没有包含已占用频段，则从中随机选择一个频段进行占用。
步骤七：信道竞争后，每个有Periodic traffic业务的车载终端V-UE会获得占用频段，以全频段带宽为20MHz为例，参与竞争的频段按RB可分为100个。UE根据自己所这用的频段在100个RB中的位置，映射到后面100ms内属于Periodic traffic的资源上，并且在1s内重复使用，如图2所示。
具体的映射方法是：如果Periodic traffic时间和Event-triggered traffic时间比例是a:b，一个V-UE占用的是na到nb的频段，则在100ms内，Periodic traffic时间有个TTI，该V-UE占用Periodic traffic时间的第到第个TTI。
以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
101、将基站分配给车车通信的资源池以时分方式进行划分成包括信道竞争时间在内的若干资源块；
102、在信道竞争时间内设置检测时间窗口，并设置检测起始点；
103、在每个检测时隙，车载终端在全频段按照资源块所在频段检测；
104、在每个检测时隙检测完后，车载终端根据全频段检测的情况，选择连续空闲单位最多的那个频段作为符合条件的频段并进行占用；
105、如果发现符合条件的频段和已占用的频段带宽一样，则不切换发射频段；如果发现比已占用的频段带宽大，则切换发射频段；如果符合条件的频段多于一个，其中有一个包含已占用频段，则占用此已占用频段；如果符合条件的频段都没有包含已占用频段，则从中随机选择一个频段进行占用；
106、根据频段占用情况进行映射到周期型业务的资源上，结束。
2.根据权利要求1所述的车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法，其特征在于，所述步骤101中将整个资源池以时分方式进行划分成以下四块资源块：信道竞争时间、周期型业务的调度消息SA池、周期型业务的资源、事件触发型业务的资源；对于周期型业务的资源业务，车载终端使用信道竞争后获得的映射资源；对于事件触发型业务的资源业务，车载终端通过空闲信道评估检测来选取空闲信道。
3.根据权利要求2所述的车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法，其特征在于，所述步骤102中设置检测起始点是在检测时间窗口内随机选择一个时隙作为检测起始点。
4.根据权利要求3所述的车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法，其特征在于，所述步骤103车载终端V-UE在全频段按照资源块所在频段检测的方式和LAA中的扩展的空闲信道评估检测方式相同，也以180kHz为单位进行检测。
5.根据权利要求4所述的车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法，其特征在于，所述步骤104中对连续空闲单位最多的频段占用的方式为：在此频段发射信号，对已占用的频段不需检测，算作空闲。
6.根据权利要求5所述的车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法，其特征在于，所述步骤106根据频段占用情况进行映射到周期型业务的资源上具体包括：如果周期型业务的资源、事件触发型业务的资源时间比例是a:b，一个车载终端V-UE占用的是na到nb的频段，则在100ms内，周期型业务的资源时间有个TTI，该车载终端V-UE占用周期型业务的资源时间的第到第个TTI。
7.根据权利要求6所述的车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法，其特征在于，根据路段情况因素，基站可以动态调整上述周期型业务的资源及事件触发型业务传输的时间的比例；
路况较好时，周期型业务的资源时间分的比例可高于事件触发型业务时间；
路况较差时，周期型业务的资源时间分的比例可与事件触发型业务时间持平。
8.根据权利要求2所述的车车通信中基于信道竞争的资源池资源分配方法，其特征在于，所述事件触发型业务的资源业务，车载终端通过空闲信道评估检测来选取空闲信道并数据传输，具体包括：
车载终端先在每个TTI开始的34μs内进行信道检测；
检测结果是闲时则在此TTI进行事件触发型业务传输；
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