CN108702736A - 一种资源调度方法以及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及无线通信领域，尤其涉及无线通信系统中车对车通信的资源调度技术。在一种资源调度方法中，车辆之间的交互通过各自的终端设备执行，第一终端设备接收至少一个第二终端设备发送的第二车辆消息，所述第二车辆消息携带所述第二终端设备的车辆状态信息，所述第一终端设备确定至少一个第二终端设备的历史资源占用情况，并根据指示所述第二终端设备的车辆位置以及行驶状态的车辆状态信息选择用于发送第一车辆消息的第一资源，所述历史资源占用情况指示第二终端设备发送车辆消息所占用的资源以及资源占用是否合理。通过本申请提供的方案，行驶中的车辆可以周边车辆资源占用的历史先验信息进行资源选择以用于消息传输，从而提高车辆通信过程中资源调度的可靠性和合理性。

Description

一种资源调度方法以及终端设备 技术领域
本申请涉及无线通信领域，尤其涉及无线通信系统中车对车通信的资源调度技术。
背景技术
随着社会的不断发展，汽车的普及程度越来越高，驾驶出行在给人们的出行带来便利的同时，也给人类社会带来一定负面影响。车辆数量的迅速增加引起了城市交通拥堵、交通事故频发、环境质量变差等一系列问题。从人身安全、交通出行效率、环境保护以及经济效应等多方面来看，都需要一套完善的智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)。
车联网(Internet of Vehicles，简称IOV)概念引申自物联网(Internet of Things，简称IOT)，根据车联网产业技术创新战略联盟的定义，车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在V(车)-X(X：车、路、行人及互联网等)之间，进行无线通讯和信息交换的大系统网络，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，是物联网技术在交通系统领域的典型应用。
目前，车辆可以通过车辆与车辆之间通信(Vehicle to Vehicle，简称V2V)来及时获取路况信息或接收信息服务。如图1所示，车辆Vehicle1、Vehicle2、Vehicle3之间通过V2V通信，将自身的行车状态信息广播给周围车辆，通过获取该类信息驾驶员可以更好的感知视距外的交通状况，从而对危险状况做出提前预判进而做出避让。
由于现有车辆行驶过程中V2V通信需要频繁发送信息，尤其在车辆密度较大的区域，由于传输资源有限，容易产生传输资源的碰撞，造成网络传输效率低下的问题。因此本领域亟需一种行车状态下的资源调度方案，以实现道路车辆密度较大的情况下，车辆在行驶过程中进行更合理的传输资源调度和分配。
发明内容
本发明提出的技术方案描述一种资源调度方法以及终端设备，通过更有效的传输资源调度，以实现车辆之间更合理、可靠地通信。
一方面，提供了一种资源调度方法，包括：
第一终端设备接收至少一个第二终端设备发送的第二车辆消息，所述第二车辆消息携带所述第二终端设备的车辆状态信息，所述车辆状态信息指示所述第二终端设备的车辆位置以及行驶状态；根据所述至少一个第二终端设备的历史资源占用情况以及车辆状态信息，第一终端设备选择用于发送第一车辆消息的第一资源，所述历史资源占用情况指示第二终端设备发送车辆消息所占用的资源以及资源占用是否合理。第一终端设备利用通信范围内的第二终端设备的历史资源占用情况作为参考进行自身资源的选择，使得第一终端设备的资源选择利用了历史先验信息，提高了消息发送的可靠性。值得说明的是，本发明实施例对终端设备类型和车辆消息类型不做具体限定，任何能够完成车辆之间信息交互的终端设备和车辆消息均可以引用本发明实施例的方法，例如，终端设备可以是车载单元、移动终端等，车辆消息可以是周期性的，或者一段时间内是周期性的，例如CAM消息或者DENM消息。
在一个可能的设计中，第一终端设备根据所述至少一个第二终端设备的车辆状态信息，从所述至少一个第二终端设备中获得第三终端设备，所述第三终端设备发送的车辆消息为第三车辆消息，所述第三终端设备对应的车辆在第一终端设备接收第三车辆消息时与所述第一终端设备对应的车辆同向行驶；根据第三终端设备的历史资源占用情况，获得所述第一资源。可选的，还可以预计第一终端设备对应的车辆发送所述第一车辆消息时到达的第一位置；确认在第一终端设备接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；所述第一终端设备将所述第三终端设备发送所述第三车辆消息所使用的资源作为第一资源。基于上述第三终端设备的选取，车辆的传输资源调度依据同向行驶的车辆历史资源占用情况，并参考车辆历史所在的道路位置，尽量实现一种动态行驶车辆的传输资源在同向行驶道路上的调度平衡，以提高车辆之间消息传输的可靠性和合理性。
在一个可能的设计中，预计第一终端设备对应的车辆发送所述第一车辆消息时到达的第一位置；确认在第一终端设备接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；计算在所述第一位置处的资源碰撞概率，若所述资源碰撞概率为低，则所述第一终端设备将所述第三终端设备发送所述第三车辆消息所使用的资源作为第一资源；若所述资源碰撞概率为高，则第一终端设备按照预定的调度方式选择第一资源，其中所述资源碰撞概率指示在所述第一位置处终端设备之间的资源竞争情况。可选的，计算在所述第一位置处的资源碰撞概率包括：预计第一终端设备发送所述第一车辆消息时，同时位于该第一位置的车辆总数，若所述车辆总数超出一定阈值，则碰撞概率为高，否则为低。根据资源碰 撞概率的计算，可以预估到达指定位置处的车辆数目，若车辆数目过多，即使在该位置处上一时刻消息的传输不受影响，下一时刻发生资源碰撞的可能性也会极大提高，因此为车辆的资源调度提供了一种有效的参考。
在一个可能的设计中，预计第一终端设备对应的车辆发送所述第一车辆消息时到达的第一位置，确认在第一终端设备接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置，并根据第三终端设备的历史资源占用情况进行传输资源的调度，但是实际的车辆行驶中，很有可能并不正好存在第三终端设备处于上述到达位置，则第一终端设备按照预定的调度方式选择第一资源，因此提供了一种缺省的资源调度方式，例如可以根据实际需要，随机选取空闲资源，或者继续沿用正在使用的资源。
在一个可能的设计中，终端设备的接收和处理功能分别于不同的层实现，层之间的消息传输采用层间原语的形式。例如，在应用层接收消息，在媒体访问控制层处理消息，应用层和媒体访问层之间的层间原语包括源ID、目标ID、长度以及有效载荷。
在一个可能的设计中，车辆状态信息可以包括车辆ID、车辆位置、车辆速度、行驶方向、转向信息等，用于通讯范围内行驶车辆的状态获取和预估，供资源调度参考。
另一方面，本发明实施例提供了一种终端设备的结构，该终端设备具有实现上述方法流程中终端设备行为的功能，所述功能可以通过硬件实现。
在一个可能的设计中，终端设备的结构包括接收器和处理器，所述接收器用于接收至少一个第二终端设备发送的第二车辆消息，所述第二车辆消息携带所述第二终端设备的车辆状态信息，所述车辆状态信息指示所述第二终端设备的车辆位置以及行驶状态；所述处理器用于根据所述至少一个第二终端设备的历史资源占用情况以及车辆状态信息，选择用于发送第一车辆消息的第一资源，所述历史资源占用情况指示第二终端设备发送车辆消息所占用的资源以及资源占用是否合理。
在一个可能的设计中，终端设备的结构还包含发射器，用于进行车辆消息的发送，发送消息的形式可以为广播。
在一个可能的设计中，终端设备的结构还包含存储器，用于进行相关数据以及用于执行的指令的存取。
再一方面，本发明实施例提供了另一种终端设备的结构，该终端设备具有实现上述方法流程中终端设备行为的功能，所述功能可以通过硬件执行相应的软件实现，也可以通过硬件包括的一个或多个与上述功能相对应的单元实现。
相较于现有技术，本发明提供的方案可以根据历史先验信息进行车辆消息的传输资源 调度，从而提高行驶中车辆消息交互的合理性和可靠性。
附图说明
下面将参照所示附图对本发明实施例进行更详细的描述：
图1为现有技术中的V2V通信示意图；
图2为本发明实施例采用的D2D通信技术示意图；
图3为本发明实施例提供的一种可能的V2V通讯系统的应用场景示意图；
图4为本发明实施例提供的资源池的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的传输消息结构格式示意图；
图6为本发明实施例提供的一种资源调度方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种资源网格以及选择方式示意图；
图8为本发明实施例提供的一种初始行驶状态下车辆分布以及资源分配示意图；
图9为本发明实施例提供的一种行驶状态下车辆分布以及资源分配示意图；
图10为本发明实施例提供的一种历史资源占用情况表的一种可能的格式；
图11为本发明实施例提供的一种行驶状态下资源分配示意图；
图12为本发明实施例提供的一种终端设备结构示意图；
图13为本发明实施例提供的一种层间原语消息结构格式示意图。
图14为本发明实施例提供的另一种终端设备结构示意图。
具体实施方式
为使得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、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
长期演进(Long Term Evolution，简称：LTE)是目前主流的无线通信技术，是由第三代合作伙伴计划(The 3rd Generation Partnership Project，简称3GPP)组织制定的通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，简称UMTS)技术标准的长期演进。
D2D(Device to Device，设备到设备)技术在3GPP LTE Release 12中作为重要特性 进行了标准化工作，该技术是在系统的控制下，允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的技术。通过D2D通信，当两个终端用户设备距离较近时，可以在基站的控制下直接进行数据传输，而不需要经过基站的上下行链路转发它能够增加蜂窝通信系统频谱效率，降低终端发射功率，在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。
如图2所示，D2D通信技术分为集中式控制通信和分布式控制通信，集中式控制通信由基站201控制D2D连接，基站201通过终端设备(202，203)上报的测量信息，获得所有链路信息，分布式控制通信则由终端设备(202,293)自主完成D2D链路的建立和维持。相比集中式控制通信，分布式控制通信更易获取终端设备(202,203)之间的链路信息，便于对传输资源分配的管理和控制。
本发明实施例的方案通过V2V通讯系统以实现行车过程中的车辆通信，V2V业务属于终端直连通信，基于D2D通信来实现。
如图3所示，Vehicle1、Vehicle2、Vehicle3之间通过基站辅助建立V2V连接，实际的V2V数据通信不需要基站参与，而是由车辆终端设备完成。本发明实施例涉及的车辆对应的终端设备，可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。其中无线的设备或单元可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(PCS，Personal Communication Service)电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)话机、无线本地环路(WLL，Wireless Local Loop)站、个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)等设备。无线终端也可以称为系统、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(Subscriber Station)，移动站(Mobile Station)、移动台(Mobile)、远程站(Remote Station)、接入点(Access Point)、远程终端(Remote Terminal)、接入终端(Access Terminal)、用户终端(User Terminal)、用户代理(User Agent)、用户设备(User Device)、或用户装备(User Equipment)。为了更清晰的理解基于行车状态历史信息及历史资源占用情况的调度机制，本发明实施例采用分布式传输进行V2V消息的发送以用于调度机制的介绍，但本领域技术人员应当知晓，本发明不仅仅适用于V2V通信，同样适用于其他能够用于传输D2D消息的传输模式。
在分布式控制通信模式下，由基站或演进型基站eNB进行资源池的配置，将网络资源划分为一个或多个资源池，终端设备传输数据时要在资源池内随机选择一块资源发送数据。如图4所示，资源池一般由业务区域(Service Area，简称SA)资源池(SA Pool)和 数据(Data)资源池(Data Pool)组成，终端设备的数据发送形式为(SA+DATA)。即当有一个数据产生时，发送端终端设备先随机在SA资源池选择一个SA资源发送SA信息，其中SA信息指示了一块Data资源池的时频资源位置以及调制编码方式，其中所指示的时频资源位置也是随机选择的，然后在Data资源池的相应时频资源位置按照所指示的调制编码方式发送数据。对于接收端终端设备来说，如果在SA资源池检索到发送端发送的SA信息并且成功解码，则按照SA信息所指示的数据资源池的时频资源位置接收数据，并按所指示的调制编码方式进行解码。其中图5为代表Data的协议数据单元(Protocol Data Unit，简称PDU)的参考格式，包含源(Source)ID、目标(Target)ID、特定MAC子报头(Typical MAC sub-headers)以及有效载荷(Payload)。
实际的车路协同系统中，V2V业务通信通常采用周期触发心跳消息或事件触发消息。常用的消息包含CAM(Cooperative Awareness Message，合作意识消息)和DENM(Decentralized Event Notification Message，突发事件警报消息)。对于CAM，车载单元利用CAM消息定期广播车辆信息，使得车辆可以意识到邻近车辆的动态，对于DENM，车辆一旦检测到安全隐患事件则发送DENM消息以提供车辆信息，消息发送的持续时间根据事件类型决定。
以CAM消息为例，车辆通过广播的方式向周围车辆发送V2V消息，一般覆盖范围为300-500米，发送频率为1-10Hz，大小约在100-800字节之间变化，一旦区域内车辆数超过200辆，在最小的100ms的周期内，每毫秒需要广播超过2辆车的CAM消息。同时，由于D2D分布式控制模式采用的是随机发送机制，终端设备随机选择传输资源进行数据的发送，可能存在多个邻近用户随机选择了相同的资源并发送数据的情况，这将引起传输碰撞。并且随着用户密度的增加，这种碰撞将越发明显。在车联网中，由于车辆在行驶过程中都需要频繁发送V2V信息，业务密度较大，可能会出现传输资源碰撞的问题。
因此，车辆进行广播时，由于无法获知周围车辆的广播是否发生了碰撞干扰，会影响广播消息的传输。本发明实施例提供的技术方案通过D2D资源池的调度管理，根据历史先验信息进行车辆消息的传输资源调度，从而提高行驶中车辆消息交互的合理性和可靠性。
下面结合图6，对本发明实施例提供的资源调度方法流程进行说明。
步骤601：车辆处于行驶过程中，每一车辆对应的终端设备选择传输资源进行车辆消息的发送；
在一个示例中，终端设备采用广播的形式直接进行通信，对应的无线链路称为D2D链路。为了防止D2D通信对LTE系统的已有通信产生干扰，LTE系统将配置一部分专门用于D2D 通信的资源池(Resource Pool)。如图7所示，所述资源池是指一组用于无线通信的时间、频率资源的集合。D2D为LTE配置的资源池中划分出一块专用于V2V通信的无线频谱资源池，该资源可以是频率上的10Mhz的一块频谱，并对资源进行分割，分割粒度可以根据需要设置，得到频率资源网格。
另一个示例中，所述车辆消息的发送是周期性的，或者一段时间内是周期性的。以CAM消息为例，终端设备通过广播的方式向周围车辆或RSU发送消息，一般覆盖范围为300-500米，发送频率为1-10Hz，大小约在100-800字节之间变化。不同方向行驶的车辆处于行驶过程中。从图8左侧可知，车辆1、2、3同向向左方行驶，车辆4、5、6同向向右方行驶，车辆7、8、9同向向下方行驶，初始时刻，各车辆的终端设备基于资源选择算法，选择网格中的一个资源以车辆消息的形式广播车辆消息(无特殊说明，下文均以CAM消息为例)。
再一个示例中，各车辆终端设备利用初始选择的资源发送车辆消息。可选的，初始进行资源分配时的资源选择算法可以采用简单的随机选择，如监听可用的CAM资源，随机选择其中一个，或者其它预设的分配方式，保证各车辆终端设备都有自己的消息传输资源。
步骤602：第一终端设备接收至少一个第二终端设备发送的第二车辆消息，所述第二车辆消息携带所述第二终端设备的车辆状态信息，所述车辆状态信息指示所述第二终端设备的车辆位置以及行驶状态；
在一个示例中，所述车辆状态信息包含车辆ID、车辆位置、车辆速度、行驶方向以及转向信息等，假设各车辆终端设备如图8左侧分布正常行驶，经过初始资源选择当前按照图8右侧资源分配方式进行消息的广播，将车辆消息以特定的编码方式在分配的资源上进行发送，所述资源可以是以时间和频率定义的物理量。通信范围内的周围车辆接收各车辆所发送的车辆消息，并通过解析车辆消息获取各车辆的状态信息，所述车辆状态信息用于指示车辆当前所在位置，并可用于计算未来一段时间内车辆的行驶轨迹，从而为资源调度提供行驶位置参考依据。
另一个示例中，所述车辆消息可以是终端设备通过在SA资源池检索得到SA消息，进而根据SA消息读取资源池的资源位置以及调制编码方式，从资源池的上述位置读取数据并按照调制编码方式进行解调得到的，从而实现多个车辆的终端设备的直接通信，无需经过基站直接进行消息的交互。
603：根据所述至少一个第二终端设备的历史资源占用情况以及车辆状态信息，第一终端设备选择用于发送第一车辆消息的第一资源；
以CAM消息为例，100ms后，到达下一个发送车辆消息的周期，各车辆行驶过程中车辆 位置发生变化，如图9的左侧所示。此时，沿用原有位置上的资源调度方式，如图9右侧资源分配方式所示，部分资源会发生冲突，例如，初始资源分配时，车辆1和6分别被分配相同的资源进行消息传输，到达下一个发送车辆消息的周期后，车辆1和6在进行消息发送时占用了同样的资源，发生了资源碰撞，而车辆1和6彼此发送消息时并不接收在当前资源位置的传输，因为无法发现自身的资源发生碰撞，车辆消息的传输受到干扰，进而导致大规模的消息传输中断，影响行车安全。同样的情况发生于车辆2和9。由上述分析可知，沿用之前的资源分配容易导致消息传输发生碰撞，影响V2V的正常通信。因此本发明实施例中第一终端设备获取通信范围内的其他终端设备的历史资源占用情况用于后续的传输资源调度。
在一个示例中，所述历史资源占用情况指示至少一个第二终端设备占用的历史资源以及占用是否合理，所述历史资源包含在之前的多个时刻或时间至少一个第二终端设备传输消息所占用的资源，若当所述多个时刻或时间，第二终端设备的消息被第一终端设备所接收，则说明该第二终端设备的资源并未发生碰撞，资源占用合理；若根据第二终端设备对应的车辆的历史状态推测得到对应的车辆在当前可接收消息的范围内，但未收到相应消息，则说明所述第二终端设备的消息传输可能发生碰撞，资源占用不合理。具体的，第一终端设备可以获取通信范围内某一第二终端设备上一时刻所在位置以及该第二终端设备的行驶方向和速度，便可以推测在下一时刻该第二终端设备大约所在道路位置，若仍在通信范围内，则第一终端设备推断可以收到该第二终端设备的车辆消息，若并未接收到相应消息，则判断该第二终端设备的资源可能发生碰撞，资源占用并不合理。
例如，第一终端设备中可以存储有历史资源占用情况表，所述历史资源占用情况表包含时间、位置、车辆ID、占用资源、资源占用情况，具体参见图10所示。所述位置信息可以使用GPS获取的经纬度信息进行标识，所述占用资源信息可以用具体的时频位置表示，或者当资源长度为固定时，可以用资源ID表示，例如时频域上每100s作为一个资源位置，进行顺序编号作为资源ID，所述资源占用情况用于表示特定时间、特定位置、特定车辆对特定资源的占用是否合理。车辆终端设备可以根据搜索到的SA信息，获取数据所在的资源位置，从相应的资源位置获取车辆状态信息进行解码，即获得了相应车辆在当前周期所使用的资源位置，解码后获取车辆的车辆ID、行驶速度、行驶方向和转向信息等状态信息，并进而获取获得各车辆历史资源占用情况信息。因此第一终端设备根据所维护的至少一个第二终端设备的历史资源占用情况表，可以获取当前通信范围内终端设备的占用资源以及资源占用情况，便于后续传输资源的选择。
进一步，对于车辆终端设备来说，如果在当前周期内收到了相应车辆的车辆消息，则说明该车辆在当前周期的资源位置是安全的，并未与周围的车辆发生明显碰撞，即在当前周期内，该车辆在该资源位置的占用是合理的，否则，该车辆在该周期内的车辆消息并未被接收，则其资源位置可能被周围多辆车辆所占用，进而阻碍了消息传输。因此，通过对各车辆消息的接收和解码，可以获取各车辆的历史资源占用情况以及车辆状态信息。
另一个示例中，根据所述至少一个第二终端设备的车辆状态信息，从所述至少一个第二终端设备中获得第三终端设备，所述第三终端设备发送的车辆消息为第三车辆消息，所述第三终端设备对应的车辆在第一终端设备接收第三车辆消息时与所述第一终端设备对应的车辆同向行驶；根据第三终端设备的历史资源占用情况，获得所述第一资源。通过参考同向行驶车辆的历史资源占用情况进行车辆自身的资源选择，能够尽量维持同一行驶方向上车辆终端设备资源分配的平衡和稳定性，便于资源的整体调度。
又一个示例中，预计第一终端设备对应的车辆发送所述第一车辆消息时到达的第一位置，根据所述至少一个第二终端设备的车辆状态信息，从所述至少一个第二终端设备中获得第三终端设备，所述第三终端设备发送的车辆消息为第三车辆消息，所述第三终端设备对应的车辆在第一终端设备接收第三车辆消息时与所述第一终端设备对应的车辆同向行驶，且确认在第一终端设备接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；所述第一终端设备将所述第三终端设备发送所述第三车辆消息所使用的资源作为第一资源；如果确认在第一终端设备接收所述第二车辆消息时，不存在第三终端设备同向行驶于所述第一位置，则第一终端设备按照预定的调度方式选择第一资源。
例如，终端设备根据上述历史资源占用情况以及车辆状态信息进行计算，得到下一个发送周期预计本车辆将会行驶到的道路位置。之后，获取预计道路位置处前车的历史资源占用情况并进行分析。按照之前的分析，如果收到了前车的车辆消息，则可以选用该资源位置作为下一个周期本车行驶到当前道路位置后可以使用的资源位置。此时，若根据之前收到的周边车辆的状态信息判断在上述预计道路位置处存在前车，但是却并未收到前车的车辆消息，则能够判断，前车可能与周边行驶的车辆在资源位置上发生了碰撞，消息传输受到影响；或者根据周边车辆的状态信息判断预计道路位置处并不存在前车，自然也无法收到前车的车辆状态信息这时需要进行判断是继续使用当前所使用的资源位置、占用前车使用的历史资源位置，或者根据预设的分配方式，例如监听可用的资源位置，随机选择以进行新的资源位置的分配，以使得本车下一个发送周期到达预定道路位置时，分配合理的资源位置以避免资源碰撞，便利车辆消息的传输。
具体地，同一方向行驶的车辆，车辆状态是一个慢变的过程，比如，两个交通路口间隔，同一行始方向，车车之间位置相对固定，如车辆1、2、3之间，在较长时间内，V2V车辆消息会以固定周期进行通讯。而相对行驶的车辆，比如车辆4、5、6，相对于黄色车辆，其位置相对变化较快，V2V车辆消息交互的时间相对较短。按照V2V通讯距离300m/500m，正常80KM/H计算，13.5s/22.5s后，上述相向行驶的车辆之间的V2V通讯会从相遇变化到驶离。而对于交叉行驶的车辆，如车辆7、8、9，由于建筑物遮挡等因素，相遇的时间有可能会更短。按照CAM消息周期大约100ms计算，相向和交叉行驶的车辆在交汇期间会有几十到几百条消息交互。按照本实施例的资源选择方式，在车辆进行同向行驶的过程中，如果当前车辆能够接收前车的车辆消息，说明前车的资源位置占用是合理可用的。那么，后车在下一个周期行驶到前车的位置，可以选择前车的位置资源进行发送。如图11右侧的资源映射所示，车辆1、2、3行驶在同一方向，到下一个发送周期，车辆1按照前车车辆2的位置资源进行发送，车辆2按照前车车辆3的位置资源进行发送，车辆3在同一方向没有前车，随机或者按照预设分配方式进行位置资源的分配。其它方向行驶车辆资源分配方式以此类推。
又一个示例中，预计第一终端设备对应的车辆发送所述第一车辆消息时到达的第一位置；确认在第一终端设备接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；计算在所述第一位置处的资源碰撞概率，若所述资源碰撞概率为低，则所述第一终端设备将所述第三终端设备发送所述第三车辆消息所使用的资源作为第一资源，其中所述资源碰撞概率指示在所述第一位置处终端设备之间的资源竞争情况；若所述资源碰撞概率为高，则第一终端设备按照预定的调度方式选择第一资源，其中所述资源碰撞概率指示在所述第一位置处终端设备之间的资源竞争情况。
具体的，计算在所述第一位置处的资源碰撞概率可以包括：预计第一终端设备发送所述第一车辆消息时，同时位于该第一位置的车辆总数，若所述车辆总数超出一定阈值，则碰撞概率为高，否则为低。在实际的道路行驶中，尤其是车辆密度较大的情况下，即使第一终端设备能够收到预计到达的第一位置处同向行驶的前车的终端设备的车辆消息，但是有可能存在下一时刻到达所述第一位置的车辆数目较多，此时采用相同的车辆资源调度方式，会导致较为严重的资源碰撞，失去预先资源调度的意义。因此，本示例引入资源碰撞概率的计算，在收到前车车辆消息的前提下，判断下一时刻到达所述第一位置时是否应该使用前车的占用资源，实现在车辆密度较大的情况下更合理的资源调度。
本领域技术人员可知，道路交通情况突发性较强，涉及到的路面、环境参数较多，本 发明实施例无法涵盖所有相关的参数以用于概率的计算。实际的资源调度中，车辆消息的传输可以包含更多类型的参数，概率的计算可以根据具体的路况以及环境，设置不同的参数进行参考，例如，历史的资源碰撞概率或者交叉路口路况(直行、左拐、右拐或者掉头)等情况，这些均落入本发明的保护范围。
又一个示例中，终端设备具备接收、处理和发送功能，上述功能可以通过一个模块统一执行，也可以设计为分别由不同的模块执行，具体可以根据终端设备的结构或者V2V通信的需求实现。可选的，终端设备的接收和处理功能可以分别于不同的层实现，层之间的消息传输采用层间原语的形式。例如，在应用层接收消息，在媒体访问控制层处理消息，应用层和媒体访问层之间的层间原语包括源ID、目标ID、长度以及有效载荷。
本发明实施例中，通过周边车辆终端设备历史资源占用情况的汇总，进行当前车辆终端设备后续发送消息的资源的选择，实现了利用先验信息进行资源调度，提高了车辆之间的消息传输效率。
因此，与传统随机选择资源的方法相比，通过上述方式，根据行车状态预测车辆的道路位置，并利用历史资源占用情况，避免完全随机的竞争资源，可以有效避免资源碰撞，进而提升资源调度的效率。
上述实施例主要从车辆终端设备交互的角度对本发明实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，各种类型的终端设备，例如移动电话,车载单元等，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方法步骤，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。
图12示出了所涉及的车辆终端设备的一种可能的结构示意图。
车辆终端设备中设置发射器1201、接收器1202以及处理器1203，还可以包括存储器(图中并未示出)。车辆终端设备的具体结构组成负责支持本发明图6对应的实施例提供的资源调度方法流程。
在一个示例中，接收器1202接收至少一车辆消息，解析所述车辆消息得到车辆状态信息，获取所述车辆的历史资源占用情况，并向处理器1203发送车辆状态信息和历史资源占用情况，其中所述车辆状态信息指示所述接收的车辆消息对应的终端设备的车辆位置以及行驶状态。
另一个示例中，发射器1201用于发送消息，所述消息包含车辆消息,其中所述车辆消息的发送间隔可以是随机的、周期性的，或者一段时间内是周期性的。
又一个示例中，处理器1203根据周边车辆的终端设备的历史资源占用情况以及车辆状态信息，选择资源进行车辆终端设备对应的车辆的下一车辆消息的发送，所述历史资源占用情况指示第二终端设备发送车辆消息所占用的资源以及资源占用是否合理。
本发明实施例中的处理器可以是中央处理器(CPU)、通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。
本领域技术人员可知，对于终端设备来说，发射器、接收器及处理器的功能并不仅限于配合本发明实施例提供的资源调度方法流程的执行功能，还可用于配合进行终端设备其他功能的执行，例如基础的通讯功能、各种应用程序的执行等，这里不再赘述。
在一个示例中，终端设备整体上作为一个通信实体负责终端设备之间的消息传输，具体可以分为物理层、媒体访问控制层、无线链路控制层以及应用层等，各层分别执行相应的功能，完成终端设备之间的通信。例如，处理器作为主体执行部分，负责产生消息并对接收的消息进行处理，设置于媒体访问控制层(MAC)，接收器用于负责消息的接收和预处理，即主要负责与其它终端设备的交互，设置于上层应用层(APP)。分别设置于不同层的接收器和处理器之间的通信可以依靠原语来完成。原语是通过服务提供者采用某些动作或报告某个对等实体采取的某个动作，通过参数进行数据和控制信息的传递，作为层与层之间的通信方式，用于完成接收器和处理器之间的消息传输和通信。根据图13所示，所述层间原语包含源(source)ID、目标(target)ID、长度(length)以及有效载荷(payload)部分。
需要说明的是，上述终端设备执行的调度方法的具体实施方式可参见图6方法实施例中的描述。本终端设备的实施例与方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
图14示出了所涉及的车辆终端设备的另一种可能的结构示意图。
车辆终端设备中涉及接收单元1401、资源选择单元1402以及发送单元1403，根据实际需要，还可以包含存储单元等(图中并未示出)。
所述接收单元1401用于接收至少一个第二终端设备发送的第二车辆消息，所述第二车 辆消息，携带所述第二终端设备的车辆状态信息，所述车辆状态信息指示所述第二终端设备的车辆位置以及行驶状态；
所述资源选择单元1402根据所述至少一个第二终端设备的历史资源占用情况以及车辆状态信息，选择用于发送第一车辆消息的第一资源，所述历史资源占用情况指示第二终端设备发送车辆消息所占用的资源以及资源占用是否合理；
所述发送单元1403用于根据选择的第一资源发送第一车辆消息。
在一个示例中，所述资源选择单元1402根据所述至少一个第二终端设备的车辆状态信息，从所述至少一个第二终端设备中获得第三终端设备，所述第三终端设备发送的车辆消息为第三车辆消息，所述第三终端设备对应的车辆在第一终端设备接收第三车辆消息时与所述第一终端设备对应的车辆同向行驶，并根据第三终端设备的历史资源占用情况，获得所述第一资源。
另一个示例中，终端设备整体上作为一个通信实体负责终端设备之间的消息传输，具体可以分为物理层、媒体访问控制层、无线链路控制层以及应用层等，各层分别执行相应的功能，完成终端设备之间的通信。例如，资源选择单元1402作为主体执行部分，负责产生消息并对接收的消息进行处理，设置于媒体访问控制层(MAC)，接收单元1401用于负责消息的接收和预处理，即主要负责与其它终端设备的交互，设置于上层应用层(APP)。分别设置于不同层的资源选择单元1402和接收单元1401之间的通信可以依靠原语来完成。关于原语的解释参见图13对应的实施方式，这里不再赘述。
该实施例中的终端设备可以用于执行上述图6对应的实施例中的方法，上述终端设备进行的车辆消息的发送、接收以及对资源选择的处理等具体实施方式可参见方法实施例中的描述。终端设备的资源选择单元、发送单元和接收单元各自具体的功能与上述图6对应的方法实施例的功能对应；其中的术语和实现细节与图6方法实施例中的类似。
该实施例中的终端设备能够通过D2D资源池的调度管理，根据历史先验信息进行车辆消息的传输资源调度，从而提高行驶中车辆消息交互的合理性和可靠性。
结合本发明公开内容所描述的方法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(ASIC) 中。另外，该ASIC可以位于终端设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于终端设备中。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，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。

Claims (22)

  1. 一种资源调度方法，其特征在于，包括：
    第一终端设备接收至少一个第二终端设备发送的第二车辆消息，所述第二车辆消息携带所述第二终端设备的车辆状态信息，所述车辆状态信息指示所述第二终端设备的车辆位置以及行驶状态；
    根据所述至少一个第二终端设备的历史资源占用情况以及车辆状态信息，第一终端设备选择用于发送第一车辆消息的第一资源，所述历史资源占用情况指示第二终端设备发送车辆消息所占用的资源以及资源占用是否合理。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
    根据所述至少一个第二终端设备的历史资源占用情况以及车辆状态信息，第一终端设备选择用于发送第一车辆消息的第一资源包括：
    根据所述至少一个第二终端设备的车辆状态信息，从所述至少一个第二终端设备中获得第三终端设备，所述第三终端设备发送的车辆消息为第三车辆消息，所述第三终端设备对应的车辆在第一终端设备接收第三车辆消息时与所述第一终端设备对应的车辆同向行驶；
    根据第三终端设备的历史资源占用情况，获得所述第一资源。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述根据第三终端设备的历史资源占用情况，获得所述第一资源，包括：
    预计第一终端设备对应的车辆发送所述第一车辆消息时到达的第一位置；
    确认在第一终端设备接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；
    所述第一终端设备将所述第三终端设备发送所述第三车辆消息所使用的资源作为第一资源。
  4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述根据第三终端设备的历史资源占用情况，获得所述第一资源，包括：
    预计第一终端设备对应的车辆发送所述第一车辆消息时到达的第一位置；
    确认在第一终端设备接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；
    计算在所述第一位置处的资源碰撞概率，若所述资源碰撞概率为低，则所述第一终端设备将所述第三终端设备发送所述第三车辆消息所使用的资源作为第一资源，其中所 述资源碰撞概率指示在所述第一位置处终端设备之间的资源竞争情况。
  5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述根据第三终端设备的历史资源占用情况，获得所述第一资源，包括：
    预计第一终端设备对应的车辆发送所述第一车辆消息时到达的第一位置；
    确认在第一终端设备接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；
    计算在所述第一位置处的资源碰撞概率，若所述资源碰撞概率为高，则第一终端设备按照预定的调度方式选择第一资源，其中所述资源碰撞概率指示在所述第一位置处终端设备之间的资源竞争情况。
  6. 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：
    其中计算在所述第一位置处的资源碰撞概率包括：预计第一终端设备发送所述第一车辆消息时，同时位于该第一位置的车辆总数，若所述车辆总数超出一定阈值，则碰撞概率为高，否则为低。
  7. 根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于：
    如果确认在第一终端设备接收所述第二车辆消息时，不存在第三终端设备同向行驶于所述第一位置，则第一终端设备按照预定的调度方式选择第一资源。
  8. 根据权利要求5或7所述的方法，其特征在于：
    其中，所述预定的调度方式包含随机选取空闲资源，或者继续沿用正在使用的资源。
  9. 根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于：
    其中所述终端设备在应用(APP)层接收车辆消息，并通过层间原语将车辆消息发送到媒体访问控制(MAC)层，所述层间原语包含源ID、目标ID、长度以及有效载荷。
  10. 根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于：
    所述车辆状态信息包括车辆ID、车辆位置、车辆速度、行驶方向、转向信息。
  11. 根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于：
    所述车辆消息包括合作意识消息(CAM)或突发事件警报消息(DENM)。
  12. 一种终端设备，其特征在于，包括：
    接收器，接收至少一个第二终端设备发送的第二车辆消息，所述第二车辆消息携带所述第二终端设备的车辆状态信息，所述车辆状态信息指示所述第二终端设备的车辆位置以及行驶状态；
    处理器，根据所述至少一个第二终端设备的历史资源占用情况以及车辆状态信息， 选择用于发射器发送第一车辆消息的第一资源，所述历史资源占用情况指示第二终端设备发送车辆消息所占用的资源以及资源占用是否合理。
  13. 根据权利要求12所述的终端设备，其特征在于：所述处理器，用于：
    根据所述至少一个第二终端设备的车辆状态信息，从所述至少一个第二终端设备中获得第三终端设备，所述第三终端设备发送的车辆消息为第三车辆消息，所述第三终端设备对应的车辆在接收器接收所述第三车辆消息时与接收器所对应的车辆同向行驶；
    根据第三终端设备的历史资源占用情况，获得所述第一资源。
  14. 根据权利要求13所述的终端设备，其特征在于：所述处理器，用于：
    预计发射器发送所述第一车辆消息时，发射器所对应车辆到达的第一位置；
    确认接收器接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；
    将所述第三终端设备发送所述第三车辆消息所使用的资源作为第一资源。
  15. 根据权利要求13所述的终端设备，其特征在于：所述处理器，用于：
    预计发射器发送所述第一车辆消息时，发射器所对应车辆到达的第一位置；
    确认接收器接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；
    计算在所述第一位置处的资源碰撞概率，若所述资源碰撞概率为低，则将所述第三终端设备发送所述第三车辆消息所使用的资源作为第一资源，其中所述资源碰撞概率指示在所述第一位置处终端设备之间的资源竞争情况。
  16. 根据权利要求13所述的终端设备，其特征在于：所述处理器，用于：
    预计发射器发送所述第一车辆消息时，发射器所对应车辆到达的第一位置；
    确认接收器接收所述第三车辆消息时所述第三终端设备位于所述第一位置；
    计算在所述第一位置处的资源碰撞概率，若所述资源碰撞概率为高，则按照预定的调度方式选择第一资源，其中所述资源碰撞概率指示在所述第一位置处终端设备之间的资源竞争情况。
  17. 根据权利要求15或16所述的终端设备，其特征在于：
    所述处理器，用于预计发射器发送所述第一车辆消息时，同时位于该第一位置的车辆总数，若所述车辆总数超出一定阈值，则碰撞概率为高，否则为低。
  18. 根据权利要求14-16任一项所述的终端设备，其特征在于：
    所述处理器，还用于确认接收器接收所述第二车辆消息时，不存在第三终端设备同向行驶于所述第一位置，则按照预定的调度方式选择第一资源。
  19. 根据权利要求16或18所述的终端设备，其特征在于：
    其中，所述预定的调度方式包含随机选取空闲资源，或者继续沿用正在使用的资源。
  20. 根据权利要求12-19任一项所述的终端设备，其特征在于：
    其中所述接收器设置于应用(APP)层，处理器设置于媒体访问控制(MAC)层，接收器与处理器通过层间原语进行消息传输，所述层间原语包含源ID、目标ID、长度以及有效载荷。
  21. 根据权利要求12-20任一项所述的终端设备，其特征在于：
    所述车辆状态信息包括车辆ID、车辆位置、车辆速度、行驶方向、转向信息。
  22. 根据权利要求12-21任一项所述的方法，其特征在于：
    所述车辆消息包括合作意识消息(CAM)或突发事件警报消息(DENM)。
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