CN111567131A - 管理v2x通信网络中通信的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于管理V2X通信网络(100)的多个车载用户设备(110)的V2X通信参数的全局通信管理实体(130)。所述全局通信管理实体(130)包括：处理单元(131)，用于确定所述多个车载用户设备(110)中的一车载用户设备(110)的一个或多个V2X通信参数，其中所述一个或多个V2X通信参数与在所述车载用户设备(110)上实施的和/或在所述车载用户设备(110)的V2V通信模块(113)上实施的本地V2V拥塞控制方案相关联，用于与其他车载用户设备(110)通信；以及通信模块(133)，用于将所述一个或多个V2X通信参数提供给所述车载用户设备(110)。此外，本发明涉及相应的V2X通信网络(100)、车载用户设备(110)和用于管理V2X通信网络(100)的多个车载用户设备(110)的V2X通信参数的方法。

Description

管理V2X通信网络中通信的设备和方法
技术领域
一般而言，本发明涉及无线通信领域。具体而言，本发明涉及管理V2X通信网络中通信的设备和方法。
背景技术
V2X(车联万物)通信网络允许信息交换，特别是车载用户设备、路侧单元(RSU)、基站和位于例如云中的V2X通信管理服务器之间的信息交换。车载用户设备之间的直接通信，通常称为车辆到车辆(V2V)通信，可以使用不同的、通常标准化的通信技术来实现，例如专用短距离通信(DSRC)，特别是基于IEEE 802.11p的通信技术，和/或侧行链路通信技术，特别是LTE-车辆(LTE-V)技术。
在IEEE 802.11p中，信道拥塞和无线信道特征是影响车辆之间传输性能(例如，报文传输率(PDR))的两个主要挑战。大多数新兴道路安全和交通管理应用都依赖于车辆之间频繁交换ITS信息(例如，协作感知消息(CAM)、分散环境通知消息(DENM))。然而，IEEE802.11p在拥塞场景下性能会下降，无法保证可靠和及时地大量传输广播消息，导致安全性严重下降。众所周知，随着网络负载的增加，用于车际通信的IEEE 802.11p协议的性能将严重下降。通信信道拥塞会导致报文传输率(PDR)降低，导致车辆难以识别其附近的潜在危险。
无线信道特征，如干扰、阴影效应等也会影响传输性能。除非得到控制，否则随着车辆密度的增大和无线信道特征的变化，拥塞程度增大，导致报文大量丢失，安全应用性能下降。
为了将网络拥塞控制在可接受的水平，欧洲电信标准协会(ETSI)智能传输系统(ITS)出台了称为分布式拥塞控制(DCC)的方案，与IEEE 802.11p无线技术一起运行。DCC在本地适配车辆不同的传输参数，使信道负载低于预定的阈值。此外，第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化了一组新的协议(在版本14中称为“V2X侧行链路通信”)，这些协议和IEEE802.11p标准一起用于车辆直接通信，即，V2V通信。
在IEEE 802.11p(DSRC)基础上增加DCC可能带来一些额外增益，但在基于IEEE802.11p的车用自组网中仍可能导致以下问题。DCC作为本地，即，分布式拥塞控制算法无法获得任何全局信息，从而无法对V2X通信参数进行短时间的最优调整。这在某些交通场景(例如，在交通路口)中可能造成问题，在地理区域拥塞的情况下，需要更快地全局适配车辆的V2X通信参数。此外，由于路边建筑物或车载用户设备的移动性等造成的干扰和阴影效应等导致的V2V通信信道的无线信道突变将对通信性能产生负面影响。3GPP V2X侧行链路通信的拥塞控制机制也有同样的缺点。
因此，需要改进的设备和方法来管理V2X通信网络中的车载用户设备的V2X通信参数。
发明内容
本发明的目的是提供改进的设备和方法来管理V2X通信网络中的车载用户设备的V2X通信参数。
上述和其他目标通过独立权利要求的标的物实现。进一步的实施形式在从属权利要求、具体说明和附图中显而易见。
根据第一方面，本发明涉及一种用于管理V2X通信网络的多个车载用户设备的V2X通信参数的全局通信管理实体。所述全局通信管理实体包括：处理单元，用于确定所述多个车载用户设备中的一车载用户设备的一个或多个V2X通信参数，其中所述一个或多个V2X通信参数与在所述车载用户设备上实施的和/或在所述车载用户设备的用于与所述其他车载用户设备通信的V2V通信模块上实施的本地V2V拥塞控制方案相关联；以及通信模块，用于将所述一个或多个V2X通信参数提供给所述车载用户设备。
因此，提供了一种用于管理V2X通信网络中车载用户设备的V2X通信参数的改进设备。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述处理单元用于基于所述多个车载用户设备的各自的运动状态信息确定所述多个车载用户设备中的一车载用户设备的所述一个或多个V2X通信参数。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述多个车载用户设备的各自的运动状态包括每个车载用户设备的下述一个或多个：所述车载用户设备的位置、所述车载用户设备的速度、所述车载用户设备的运动方向、所述车载用户设备的规划路线。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述一个或多个V2X通信参数与以专用短距离通信(DSRC)模块为形式的V2V通信模块相关联，具体而言，与基于IEEE 802.11p的V2V通信模块相关联，和/或，所述一个或多个V2X通信参数与以侧行链路通信模块为形式的V2V通信模块相关联，具体而言，与基于LTE-V的V2V通信模块相关联。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述V2X通信参数还包括所述车载用户设备的以下参数中的一个或多个：频率和多信道运行参数[IEEE 1609.4-2016]、信道接入时间参数，具体地，传输抑制期[ARIB STD-T109]、调度传输参数、V2X通信模式选择参数、和/或属于流量类[ETSI TS 103 141]应用的消息生成速率。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述全局通信管理实体还用于管理所述V2X通信网络的多个路边单元(RSU)的基础设施到车辆(I2V)通信参数，其中所述处理单元用于基于所述多个车载用户设备的各自的运动状态信息确定所述多个RSU的一RSU的一个或多个I2V通信参数。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述一个或多个I2V通信参数包括所述RSU的以下参数中的一个或多个：频率和多信道运行参数[IEEE 1609.4-2016]、信道接入时间参数，具体地，传输抑制期[ARIB STD-T109]、调度传输参数、I2V通信模式选择参数、和属于流量类[ETSI TS 103 141]应用的消息生成速率。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，在所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案以活跃操作模式或非活跃操作模式运行，并且所述全局通信管理实体的所述处理单元用于调整所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案的操作模式。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述活跃操作模式与第一组V2X通信参数相关联，所述非活跃操作模式与第二组V2X通信参数相关联，并且所述本地V2V拥塞控制方案的状态机被去激活。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，在所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案与定义多个状态的状态机相关联，所述多个状态包括“放松”状态、“活跃”状态和/或“限制”状态，其中，当所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案在所述活跃操作模式下时，所述车载用户设备的所述处理单元用于调整在所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案的状态。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，在所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案与定义多个状态的状态机相关联，所述多个状态包括“放松”状态、“活跃”状态和/或“限制”状态，其中，当所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案在所述非活跃操作模式下时，所述全局通信管理实体的所述处理单元用于调整在所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案的状态。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述状态机的每个状态与一组不同的V2X通信参数相关联。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，在所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案是本地DCC方案，并且所述一个或多个V2X通信参数包括发射功率控制(TPC)、发射速率控制(TRC)、发射数据速率控制(TDC)、DCC敏感度控制(DSC)、和/或发射接入控制(TAC)。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，在所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案是本地DCC方案，并且根据ETSI TR 101 612，所述本地DCC方案是被动本地DCC方案或自适应本地DCC方案。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，在所述车载用户设备上实施的所述本地V2V拥塞控制方案是本地侧行链路通信，特别是，LTE-V拥塞控制方案，其中所述一个或多个V2X通信参数包括最大传输功率、每个传输块的重传次数的范围、物理侧行链路共享信道(PSSCH)资源块(RB)个数的范围、调制编码方案(MCS)范围和/或信道占用率的最大限制。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述一个或多个V2X通信参数包括与所述V2V通信模块相关联的全局信道忙比例(CBR)和/或全局接收信号强度指示(RSSI)，其中，所述通信模块用于向所述车载用户设备提供所述全局CBR和/或全局RSSI。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述车载用户设备用于确定与所述V2V通信模块相关联的本地CBR和/或本地RSSI，并基于所述本地CBR和/或所述本地RSSI调整所述车载用户设备的所述一个或多个V2X通信参数。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述通信模块用于从所述多个车载用户设备接收与所述各个车载用户设备的所述V2V通信模块相关联的各自的本地CBR和/或各自的本地RSSI，所述处理单元用于根据与所述多个车载用户设备的所述V2V通信模块相关联的所述各自的本地RSSI，确定所述多个车载用户设备中的一车载用户设备的所述一个或多个V2X通信参数。
根据第二方面，本发明涉及一种V2X通信网络，其包括多个车载用户设备和根据本发明第一方面的用于管理多个车载用户设备的V2X通信参数的全局通信管理实体。
在所述第二方面的另一种可能的实现方式中，所述V2X通信网络还包括多个RSU，其中所述全局通信管理实体用于管理所述多个RSU的I2V通信参数。
在所述第二方面的另一种可能的实现方式中，所述全局通信管理实体在所述V2X通信网络的一个或多个服务器上实现。
根据第三方面，本发明涉及V2X通信网络的一种车载用户设备，其中所述车载用户设备包括：处理单元，用于实现本地V2V拥塞控制方案；V2V通信模块，用于与所述V2X通信网络的其他车载用户设备通信；通信模块，用于与全局通信管理实体通信；所述车载用户设备用于从所述全局管理实体接收一个或多个V2X通信参数；其中所述一个或多个V2X通信参数与在所述车载用户设备上实施的和/或在所述车载用户设备的所述V2V通信模块上实施的所述本地V2V拥塞控制方案相关联，用于与所述其他车载用户设备进行通信。
在所述第三方面的另一种可能的实现方式中，所述一个或多个V2X通信参数基于所述车载用户设备和所述其他车载用户设备的各自的运动状态。
根据第四方面，本发明涉及一种用于管理V2X通信网络的多个车载用户设备的V2X通信参数的方法，其中，所述方法包括以下步骤：确定所述多个车载用户设备中的一车载用户设备的一个或多个V2X通信参数，其中所述一个或多个V2X通信参数与在所述车载用户设备上实施的和/或在所述车载用户设备的用于与所述其他车载用户设备通信的V2V通信模块上实施的本地V2V拥塞控制方案相关联；以及向所述车载用户设备提供所述一个或多个V2X通信参数。
因此，提供了一种用于管理V2X通信网络中车载用户设备的V2X通信参数的改进方法。
根据本发明第四方面的方法可以由根据本发明第一方面的所述全局通信管理实体执行。根据本发明第四方面的方法的其他特征直接产生于根据本发明第一方面及其上述和下述的不同实施形式的管理实体的功能。
根据第五方面，本发明涉及一种计算机程序产品，包括程序代码，当所述程序代码在计算机或处理器上执行时，实现第四方面的方法。
本发明可以在硬件和/或软件中实现。
附图说明
本发明的具体实施方式将结合以下附图进行描述，其中：
图1为一实施例中V2X通信网络的示意图，所述V2X通信网络包括根据一实施例的全局通信管理实体和根据一实施例的多个车载用户设备；
图2为一实施例中管理V2X通信网络的多个车载用户设备的V2X通信参数的方法的步骤的流程图；
图3为一实施例中在车载用户设备中实施的本地拥塞控制方案的状态机的示意图；
图4为一实施例中在车载用户设备中实施的本地拥塞控制方案的示意图；
图5a为图4中基于DSRC通信的本地拥塞控制方案的进一步细节的示意图；
图5b为基于侧行链路通信的本地拥塞控制方案的另一示例的示意图；
图6为一实施例中在全局通信管理实体的处理单元中实施的参数估计引擎的示意图；
图7为一实施例中在全局通信管理实体的处理单元中实施的参数估计引擎的示意图；
图8为一实施例中在全局通信管理实体的处理单元中实施的参数估计引擎的示意图；
图9为一实施例中V2X通信网络的示意图，所述V2X通信网络包括根据一实施例的全局通信管理实体和根据一实施例的多个车载用户设备，所述全局通信管理实体和多个车载用户设备用于通过DSRC技术相互通信；
图10为一实施例中V2X通信网络的示意图，所述V2X通信网络包括根据一实施例的全局通信管理实体和根据一实施例的多个车载用户设备，所述全局通信管理实体和多个车载用户设备用于通过侧行链路通信技术相互通信；
图11为一实施例中全局通信管理实体考虑的阴影效应的示意图；
图12为多信道访问示例的示意图；
图13为一实施例中在全局通信管理实体中实施的算法的示意图；
图14为一实施例中车载用户设备的相应载波感知范围的示意图；
图15为根据一实施例中不同组车载用户设备的示意图。
在以下附图中，相同的参考标号用于说明相同的或至少在功能上等同的特征。
具体实施方式
以下结合附图进行描述，所述附图是描述的一部分，并通过图解说明的方式示出可以实施本发明的具体方面。可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以利用其他方面，并可以做出结构上或逻辑上的改变。因此，以下详细的描述并不当作限定，本发明的范围由所附权利要求书界定。
可以理解的是，与所描述的方法有关的内容对于与用于执行方法对应的设备或系统也同样适用，反之亦然。例如，如果描述了一个具体的方法步骤，对应的设备可以包括用于执行所描述的方法步骤的单元，即使此类单元未在图中详细阐述或说明。此外，应理解，除非另外具体指出，否则本文中描述的各种示例性方面的特征可彼此组合。
图1示出了根据一实施例的V2X通信网络100的示意图。
在图1所示的实施例中，所述V2X通信网络100包括多个车载用户设备110和多个路边单元(RSU)140，例如智能交通灯。如图1所示，所述多个车载用户设备110用于彼此直接通信。为此，每个车载用户设备包括V2V通信模块113。如下文将进一步详细说明的，每个车载用户设备110的V2V通信模块113可以基于专用短距离通信技术(DSRC)，例如IEEE 802.11p和/或V2X侧行链路通信技术，如LTE-V等。
每个车载用户设备110还包括处理单元111，处理单元111用于实现本地V2V拥塞控制方案，用于本地管理与相邻车载用户设备的V2V通信。
每个车载用户设备110还包括通信模块115，用于与全局通信管理实体130通信(这里也称为网络节点130)。在图1所示的实施例中，全局通信管理实体130在位于云150中的一个或多个服务器上实施。在一实施例中，车载用户设备110和全局通信管理实体130之间的通信可以利用移动通信网络的多个基站120所定义的无线接入网。
如下文将进一步详细描述的，所述全局通信管理实体130用于管理所述V2X通信网络100的所述多个车载用户设备110的V2X通信参数。
所述全局通信管理实体130包括处理单元131，用于确定所述多个车载用户设备110中的一个或多个车载用户设备的一个或多个V2X通信参数；其中，所述一个或多个V2X通信参数与在车载用户设备110的处理单元111上实施的和/或车载用户设备110的V2V通信模块113上实施的本地V2V拥塞控制方案相关联，用于与其他车载用户设备110通信。
此外，所述全局通信管理实体130包括通信模块133，用于向所述一个或多个车载用户设备110提供所述一个或多个V2X通信参数。
图2示出了根据实施例的用于管理所述V2X通信网络100的所述多个车载用户设备110的V2X通信参数的相应方法200的步骤的流程图。所述方法200包括以下步骤：确定201所述多个车载用户设备110中的一个或多个车载用户设备110的一个或多个V2X通信参数，其中所述一个或多个V2X通信参数与在所述车载用户设备110的处理单元111上实施的和/或在所述车载用户设备110的V2V通信模块113上实施的本地V2V拥塞控制方案相关联，用于与所述其他车载用户设备110通信；以及将所述一个或多个V2X通信参数提供203给所述车载用户设备110。
在所述全局通信管理实体130的以下进一步实施例中，将描述所述V2X通信网络100、所述车载用户设备110和所述方法200。
在一实施例中，全局通信管理实体130的处理单元131用于：基于该多个车载用户设备110各自的运动状态信息，确定该多个车载用户设备110中的一个或多个车载用户设备的一个或多个V2X通信参数。在一实施例中，多个车载用户设备110各自的运动状态包括针对每个车载用户设备110的以下一种或多种：所述车载用户设备110的位置、所述车载用户设备110的速度、所述车载用户设备110的运动方向、所述车载用户设备110的规划路线。
如上所述，在一实施例中，所述一个或多个V2X通信参数可以与以专用短距离通信(DSRC)模块为形式的V2V通信模块113相关联，和/或所述一个或多个V2X通信参数可以与以侧行链路通信模块为形式的V2V通信模块113相关联。
在一实施例中，所述V2X通信参数还包括所述车载用户设备110的以下参数中的一个或多个：频率和多信道运行参数[IEEE 1609.4-2016]、信道接入时间参数，具体地，传输抑制期[ARIB STD-T109]、调度传输参数、V2X通信模式选择参数、和/或属于流量类应用的消息生成速率[ETSI TS 103 141]。
在一实施例中，所述全局通信管理实体130还用于管理所述V2X通信网络100的多个路边单元(RSU)140的基础设施到车辆(I2V)通信参数，其中所述全局通信管理实体130的所述处理单元131用于基于所述多个车载用户设备110的各自的运动状态信息确定所述多个RSU 140的一RSU 140的一个或多个I2V通信参数。
在一实施例中，所述一个或多个I2V通信参数包括所述RSU140的以下参数中的一个或多个：频率和多信道运行参数[IEEE 1609.4-2016]、信道接入时间参数，具体地，传输抑制期[ARIB STD-T109]、调度传输参数、I2V通信模式选择参数、和属于流量类应用的消息生成速率[ETSI TS 103 141]。
在一实施例中，在所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案能够以活跃操作模式或非活跃操作模式运行，并且所述全局通信管理实体130的所述处理单元131用于调整在所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案的操作模式。
在一实施例中，所述活跃操作模式可以与第一组V2X通信参数相关联，而所述非活跃操作模式可以与不同的第二组V2X通信参数相关联，所述本地V2V拥塞控制方案的状态机可以去激活。
在一实施例中，在所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案与定义多个状态的状态机相关联，所述多个状态包括“放松”状态、“活跃”状态和/或“限制”状态，其中，当所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案在所述活跃操作模式下时，所述处理单元111用于调整在所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案的状态。所述状态机如图3所示。
在一实施例中，在所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案与定义多个状态的状态机相关联，所述多个状态包括“放松”状态、“活跃”状态和/或“限制”状态，其中，当所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案在所述非活跃操作模式下时，所述全局通信管理实体130的所述处理单元131用于调整在所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案的状态。
在一实施例中，所述状态机的每个状态可以与不同的一组V2X通信参数相关联。
在一实施例中，在所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案是本地DCC方案，并且所述一个或多个V2X通信参数包括发射功率控制(TPC)、发射速率控制(TRC)、发射数据速率控制(TDC)、DCC敏感度控制(DSC)、和/或发射接入控制(TAC)。
在一实施例中，本地DCC方案可以是被动本地DCC方案或标准ETSI TR 101 612中定义的自适应本地DCC方案。被动方法可以以不同的方式工作，例如它们可以调整发射速率或调整DCC流量控制过滤器，以限制车辆报文对信道负载的影响。自适应方法可以使用ETSITR 101 612中描述的二进制控制和线性控制算法。
在一实施例中，在所述车载用户设备110上实施的所述本地V2V拥塞控制方案是本地侧行链路通信，特别是，LTE-V拥塞控制方案，其中所述一个或多个V2X通信参数包括最大传输功率、每个传输块的重传次数的范围、PSSCH的RB个数的范围、MCS范围和/或信道占用率的最大限制。
在一实施例中，所述一个或多个V2X通信参数包括与所述车载用户设备110的所述V2V通信模块113相关联的全局信道忙比例CBR和/或全局接收信号强度指示RSSI，其中，全局通信管理实体130的通信模块133用于向车载用户设备110提供全局CBR和/或全局RSSI。
在一实施例中，所述车载用户设备110能够用于确定与所述V2V通信模块113相关联的本地CBR和/或本地RSSI，并基于所述本地CBR和/或所述本地RSSI调整所述车载用户设备110的所述一个或多个V2X通信参数。
在一实施例中，所述全局通信管理实体130的通信模块133用于：从所述多个车载用户设备110接收与所述各自的车载用户设备110的所述V2V通信模块113相关联的各自的本地CBR和/或各自的本地RSSI。所述全局通信管理实体130的处理单元131用于：基于所述多个车载用户设备110各自的运动状态信息，以及与所述多个车载用户设备110的各自的V2V通信模块113相关联的所述各自的本地CBR和/或所述各自的本地RSSI，确定一个或多个车载用户设备110中的一车载用户设备110的所述一个或多个V2X通信参数。
如上所述，在一实施例中，所述全局通信管理实体130还用于管理所述多个RSU(140)的I2V通信参数。
在一实施例中，在车载用户设备的处理单元111上实现的本地V2V拥塞控制方案是欧洲电信标准协会(ETSI)智能运输系统(ITS)引入的分散式拥塞控制(DCC)方案。在一实施例中，DCC需要协议栈的若干层上的组件，并且这些组件协同工作以将信道负载保持在预定义阈值以下并在所有ITS站之间提供资源的公平分配。
图4示出了根据一实施例的在车载用户设备110的处理单元111中实现的示例性DCC架构，所述组件通过所述DCC接口1至4连接。它由以下DCC实体组成：位于管理层的DCC_CROSS(又称DCC管理实体)；位于接入层的DCC_ACC；位于组网和传输层的DCC_NET；位于设施层的DCC_FAC。
图5a所示为DCC_ACC实体的功能视图，其构件块包括：发送队列(Tx队列)，它通过DCC机制增强标准的802.11队列；信道探测，用以收集通信信道的统计信息；发送统计信息，以观察自己的ITS站点的行为；控制回路，使自己的ITS站点的行为适应实际通道负载。
DCC的一个操作要求是保持实际信道负载低于预先定义的限制，这些限制是网络设计限制(NDL)的一部分。NDL可用于配置DCC_ACC，并存储在包含DCC_ACC使用的所有相关信息(即，ETSI ITS 102 687中定义的配置参数、输入参数、输出参数、DCC状态信息)的NDL数据库中。NDL数据库是DCC_CROSS(即，DCC_mgmt)的一部分，其中管理层负责维护配置参数。
如ETSI ITS 102 687中所定义，NDL数据库可以包括：受控参数的范围(即，最小值和最大值)、设计限制(即，受控参数的默认值和目标值、规章限制和设备相关的参数(例如，最大传输功率)、模型参数(如，发射模型、信道模型、接收模型等参数)、内部控制回路参数(如，信号电平阈值和时间常数)。
受控参数和实测参数可写入NDL数据库，特别是：参考值(即，DCC_ACC发送队列针对每个报文控制所使用的平均目标值)、信道负荷措施。
DCC_ACC依赖于信道负载(信道探测)的测量值和发送包统计信息(发送统计信息)。DCC_ACC的发送统计信息可以包含所有发送报文，包括重复报文、RTS、CTS和ACK报文。控制环可以根据DCC_ACC的TPC、TRC、TDC和DSC机制对参考参数进行管理。参考参数包括：发送功率控制(TPC)，即，参考发射功率：NDL_refTxPower；发射速率控制(TRC)，即，参考报文间隔：NDL_refPacketInterval；发射数据速率控制(TDC)，即，参考数据速率：NDL_refDatarate；DCC灵敏度控制(DSC)，即，参考DCC空闲信道评估(D-CCA)灵敏度：NDL_refCarrierSense；以及发射接入控制(TAC)，即，参考队列状态：NDL_refQueue.
在一实施例中，在网络层对报文进行分类，其提供每个报文的访问优先级(acPrio)。此外，每个从网络层到达的报文可以具有预设发射功率和数据速率值。DCC_ACC中的发送队列可以将报文分配到相应的MAC发送队列。将报文送入MAC发送队列的频率不应超过TRC指定的频率。在将一个报文送入其MAC发送队列时，可以将预设值与TPC、TRC和TDC的当前参考值进行比较，并在必要时进行修改。通过DSC参考参数NDL_refCarrierSense可以用来控制空闲信道评估CCA。
在一实施例中，传输功率控制(TPC)基于下表列出的传输功率阈值。信号功率阈值取决于自ITS-G5A或ITS-G5B中选择的信道和选择的发送队列。这些阈值是NDL的一部分，应由DCC_CROSS维护。
发射功率阈值 定义
NDL_minTxPower 最小发射功率
NDL_maxTxPower 最大发射功率
NDL_defTxPower(acPrio) 默认发射功率
NDL_refTxPower(acPrio) 参考发射功率
当从网络层接收到报文时，可以将该报文分配给由每MAC业务数据单元(MSDU)优先级(acPrio)定义的相应发送队列。effTxPower的每MSDU预设值可以根据以下关系进行修正：
effTxPower＝MIN(NDL_refTxPower(acPrio),effTxPower)。
在一实施例中，发射速率控制(TRC)基于下表列出的报文定时阈值。报文定时阈值取决于自ITS-G5A或ITS-G5B选择的信道和选择的发送队列。定时阈值分为报文时长阈值和报文间隔阈值。
报文定时阈值 定义
报文时长阈值：
NDL_maxPacketDuration(acPrio) 报文最大时长(广播时间)
报文间隔阈值：
NDL_minPacketInterval 最小报文间隔
NDL_maxPacketInterval 最大报文间隔
NDL_defPacketInterval(acPrio) 默认报文间隔
NDL_refPacketInterval(acPrio) 参考报文间隔
保证报文间隔是指当前报文(来自队列acPrio)的传输开始和上一个包的传输开始之间至少应该有NDL_refPacketInterval(acPrio)的时间间隔。报文(TAIR)的报文广播时间可以根据报文长度推算。当从网络层接收到报文时，该报文可以被分配到由每MSDU优先级(acPrio)定义的相应发送队列。如果TAIR超过NDL_maxPacketDuration，则丢弃该包。如果NDL_refPacketInterval(acPrio)>0，则保证配置的报文间隔。
在一实施例中，传输数据速率控制(TDC)基于下表列出的数据速率阈值。数据速率阈值取决于自ITS-G5A或ITS-G5B中选择的信道和选择的优先级。
报文速率阈值 定义
NDL_minDatarate 最小数据速率
NDL_maxDatarate 最大数据速率
NDL_defDatarate(acPrio) 默认数据速率
NDL_refDatarate(acPrio) 基准数据速率
报文的发送数据速率(effTxDatarate)可以基于每MSDU进行设置。当从网络层接收到报文时，该报文可以被分配到由每MSDU优先级(acPrio)定义的相应发送队列。每MSDU的预设值effTxDatarate可以根据以下关系进行修正：
effTxDatarate＝MAX(NDL_refDatarate(acPrio),effTxDatarate)。
在一实施例中，DCC灵敏度控制(DSC)基于下表列出的灵敏度阈值。灵敏度阈值可用于确定发射器是否明确允许发送，取决于自ITS-G5A或ITS-G5B选择的信道。DCC空闲信道评估(D-CCA)应指示报文接收期间接收电平大于NDL_refCarrierSense的忙碌信道。如果前导部分丢失，对于NDL_refCarrierSense之上的任何信号，D-CCA将保持载波侦听信号忙碌。
Figure BDA0002564414510000091
Figure BDA0002564414510000101
DSC对CCA的影响是通过参考参数NDL_refCarrierSense，而非安装的接收灵敏度和-65dBm的载波侦听阈值实现的。CCA的该修改版本称为D-CCA。不修改接收灵敏度，只修改CCA的阈值。这为具有高灵敏度接收器的ITS站点提供相同的信道访问机会。即使一个远距离的发射机可能同时处于活跃状态，发射机被允许发射。
在一实施例中，发射接入控制(TAC)是支持公平信道接入的操作要求的DCC_ACC机制。在信道负荷较高的情况下，TAC对传输较多报文的ITS站点限制较多。这使用DCC_ACC传输队列完成。
接收信号阈值 定义
NDL_numQueue DCC_ACC发送队列数
NDL_refQueueStatus(acPrio) 发送队列状态
发送队列按照优先级排序，使得最高优先级队列的优先级索引q＝0。比较实际发送统计信息和DCC发送模型统计信息。
如果发送的报文太多，且优先级索引小于或等于q，则相应的队列被标记为关闭，即：
如果txChannelUse(q)≥NDL_tmChannelUse(q)，NDL_refQueueStatus(q)＝CLOSED；
否则，队列打开，即：
如果txChannelUse(q)<NDL_tmChannelUse(q)，NDL_refQueueStatus(q)＝OPEN。
在一实施例中，接入层的分散式拥塞控制(DCC)方案在IEEE 802.11p(即，专用短距离通信(DSRC))技术的基础上实施，以使用状态机来适应不同的传输参数，状态机用三种状态调节车辆的传输行为。DCC有三种状态：放松、活跃(可以定义多个活跃子状态)和限制。状态转换基于比较实际信道负载(即，信道忙比例(CBR))测量值与预定义的最大和最小信道负载。基于所述DCC状态机的实际状态，所述车载用户设备110可以应用不同的发射(Tx)功率级别、传输速率和接收(Rx)灵敏度。
在一实施例中，当进入状态时，状态输出参数设置如下表中所示。
Figure BDA0002564414510000102
Figure BDA0002564414510000111
如上所述，在一实施例中，不同类型的DCC机制可以在所述车载用户设备110本地运行。如ETSI TR 101 612所述，这些机制可以是被动的或自适应的。被动方法可以以不同的方式工作，例如它们可以调整发射速率或调整DCC流量控制过滤器，以限制车辆报文对信道负载的影响。自适应方法可以使用ETSI TR 101 612中描述的二进制控制和线性控制算法。
增强型分布式信道接入(EDCA)是IEEE 802.11中一种MAC算法的正式名称，被用于IEEE 802.11p。其是包含QoS的分布式协调功能(DCF)，即，载波监听多址/冲突避免(CSMA/CA)算法，可以优先处理数据流量。在EDCA中，每个节点维护具有不同的仲裁帧间隙(AIFS)值和竞争窗口(CW)大小的队列，目的是让高优先级的数据流量先于低优先级的数据流量接入信道。不同接入类别(AC)所产生的AIFS计算公式如下：
AIFS[AC]＝AIFSN[N]×aSlotTime+aSIFSTime，
其中，AIFSN为AIFS个数，且为整数，aSlotTime和aSIFSTime(短帧间间隔)从使用的PHY中获取。
IEEE 802.11中的QoS设施定义了8种不同的用户优先级(UP)，这些用户优先级继承于定义MAC桥的ANSI/IEEE Std 802.1D。UP映射到四个不同的访问类别(AC)，即：队列，且位于QoS设施[ETSI EN 302 663]内。
AC CW<sub>min</sub> CW<sub>max</sub> AIFSN
AC_VO (aCWmin+1)/4-1 (aCWmin+1)/2-1 2
AC_VI (aCWmin+1)/2-1 aCWmin 3
AC_BE aCWmin aCWmax 6
AC_BK aCWmin aCWmax 9
下表列出了确定OFDM的PHY层10MHz信道的MAC特定功能所需的不同参数值[IEEE802.11-2012]。
参数 值
aSlotTime 13μsec
aSIFSTime 32μsec
aCWmin 15
aCWmac 1023
IEEE1609.4的范围是支持IEEE802.11车内环境无线接入(WAVE)设备之间的多信道无线连接的媒体访问控制(MAC)子层功能和服务的规范。MAC子层管理实体(MLME)根据WAVE管理实体(WME)的指示，提供特定无线信道的接入，允许高层在指定信道上交换数据。信道接入选项包括连续信道接入、两个信道交替接入和立即信道接入，具体如下：
·连续接入，无需渠道协调；
·交替接入，需要渠道协调，WME可以通过发送一对MLMEX-CHSTART_req来请求交替信道访问，一个指示在时隙0期间访问的信道，一个指示在时隙1期间访问的信道；
·立即信道接入，允许在指定信道上在扩展时间段进行立即通信接入，并且没有考虑时隙边界，当接收到指示立即访问的MLMEX-CHSTART.req时，MLME提供对指示的信道号的接入，如下所示。
图5b示出3GPP的V2X侧行链路通信的拥塞控制实体的功能视图，其构件块有：发送队列(Tx Queuing)；信道探测，以统计通信信道；控制逻辑，其基于所选择的每包优先级ProSe(PPPP)，发送池(Tx Pool)和测量的CBR信息来适应发送队列中等待传输的报文的传输参数。
如前所述，3GPP的V2X侧行链路通信也已经标准化了一种新的拥塞控制机制。根据3GPP TS 36.300，车载用户设备110(无论其RRC状态如何)根据信道忙比例(CBR)进行传输参数适应。传输参数适应适用于所有传输池，包括例外池。示例性的，适应传输参数可以包括：最大发射功率(maxTxPower)、每传输块重传次数范围(allowedRetxNumberPSSCH)、PSSCH的RB个数范围(minSubChannel-NumberPSSCH,maxSubchannel-NumberPSSCH)、MCS范围(minMCS-PSSCH,maxMCS-PSSCH)、信道占用率最大限制(cr-Limit)。
如上所述，在本发明实施例中，全局通信管理实体130通过集中式控制机制在车辆通信的拥塞控制和干扰控制中发挥重要作用。这种集中式控制可以表现为一台集中式云服务器，也可以表现为多台分布式云服务器。在采用多个分布式网络节点的情况下，这些分布式服务器之间能够进行信息交互，从而在车辆通信时达到更好的拥塞和干扰水平也是合理的。
通过精确估计车辆密度，在一实施例中，所述全局通信管理实体130可以预测信道忙比例(CBR)和接收信号强度指示(RSSI)，进而用于控制所述车载用户设备110的V2X通信参数。或者，这些类型的信息(CBR、RSSI)可以由所述各个车载用户设备110测量并直接传输到所述全局通信管理实体130。一旦全局通信管理实体130具有CBR和/或RSSI信息，就可以对车辆的传输参数进行决策。
在一实施例中，在对车载用户设备110的V2X通信参数进行决策之前，全局通信管理实体130可以从不同的来源接收不同类型的信息。除了所述车载用户设备110的相应运动状态之外，所述信息可以包括：来自交通管理中心(TMC)的街道和高速公路的全局交通信息，路况信息(例如，高楼林立的街道、低楼林立的郊区、道路)，车载用户设备的路线信息。
通过这些信息源，全局通信管理实体130可以针对每个车载用户设备110的V2X通信参数在不同控制级别做如下决策。在一实施例中，取决于所选择的控制级别，全局通信管理实体130可以向每个车载用户设备110提供不同类型的参数设置。以下列表示出了全局通信管理实体130确定或调整的V2X通信参数的可能集合：
1)本地DCC算法设置(被动或自适应)；
2)全局CBR、全局RSSI设置；
3)DCC参数配置(由DCC_CROSS实体管理)；
发射功率控制参数；
传输速率控制参数；
传输数据速率控制参数；
DCC灵敏度控制参数；
传输接入控制参数；
4)网络设计限制(NDL)默认值设置(由DCC_CROSS实体管理)；
5)IEEE 802.11p-2010参数设置(由IEEE 802.11p-2010管理)；
6)多信道运行参数设置(由DCC_CROSS实体管理)；
7)与车载通信有关的新传输参数，包括将用于车载通信的新无线电技术，以及在新无线电技术之上运行的新拥塞控制机制；
8)车辆通信的传输模式(V2V或V2I)；
9)专用于单个或一组车辆的高级V2X业务的调度传输参数(描述无线资源分配信息)；
10)V2X侧行链路通信拥塞控制参数。
在图6所示的实施例中，当所述全局通信管理实体130收集所需的输入参数时，所述全局通信管理实体130一并估计所述全局CBR值和/或全局RSSI、NDL设置、IEEE 802.11p-2010参数设置、多信道运行参数设置[IEEE 1609.4-2016]和每个车载用户设备110的传输模式选择参数。全局通信管理实体130还可以决策所选择的DCC算法。在决策完成后，全局通信管理实体130将V2X通信参数中的任一个告知每个车载用户设备110。车载用户设备110使用所述接收到的全局CBR值和/或全局RSSI信息作为其本地DCC机制的输入，通过NDL设置更新所述NDL数据库，通过IEEE 802.11p-2010参数设置更新IEEE802.11p调制解调器设置，通过多信道运行参数设置更新WME和MLME设置。进一步地，在3GPP的V2X侧行链路通信情况下，网络节点更新本地拥塞控制参数。
在图7所示的另一实施例中，所述全局通信管理实体130为每个车载用户设备110执行所述全局CBR和/或全局RSSI值的估计，并为每个车载用户设备110计算最佳NDL参考值，以及通知这些NDL参考值。这样，由于本地DCC方案基于NDL参考值改变其内部状态，因此全局通信管理实体130间接影响在车辆用户界面110上实施的本地DCC方案的结果。与前述实施例类似，还可以向所述车载用户设备110发送附加估计参数。
在图8所示的另一实施例中，所述全局通信管理实体130用于估计每个车载用户设备110的全局CBR和/或全局RSSI值，并代表每个车载用户设备110执行全局拥塞控制参数评估，并通知每个车载用户设备110与DCC参数、NDL设置、IEEE 802.11p-2010参数设置、多信道运行参数设置[IEEE 1609.4-2016]和传输模式选择参数相关的任何V2X通信参数。在该实施例中，每个车载用户设备110的本地DCC方案可以去激活并完全取决于全局通信管理实体130提供的模式或状态信息(放松、活跃、限制)。此外，在3GPP的V2X侧行链路通信情况下，全局通信管理实体130使用某个特定参数列表更新本地拥塞控制参数，并让车载用户设备110在不检查本地CBR测量的情况下使用这些特定参数。
上述实施例基于全局CBR估计，所述车载用户设备110没有提供任何本地CBR测量。在另一实施例中，每个车载用户设备110可用于将自己的本地CBR测量结果传输给全局通信管理实体130。在这种情况下，本地CBR测量也可以用作参数估计引擎中的附加输入。
图9示出了基于IEEE 802.11p通信的V2X通信网络100的实施例。所述全局通信管理实体130可以从车载用户设备110和其他来源(例如图1中所示的RSU140)收集不同类型的信息，并且可以控制支持IEEE 802.11p通信的车载用户设备110的V2X通信参数。
图10示出了基于3GPP的V2X侧行链路(PC5)通信的V2X通信网络100的实施例。所述全局通信管理实体130可以从车载用户设备110和其他来源(例如图1中所示的RSU140)收集不同类型的信息，并且可以控制支持3GPP的V2X侧行链路(PC5)通信的车载用户设备110的V2X通信参数。
如上所述，当全局通信管理实体130执行上述功能时，可以使用不同的信息源。
在一实施例中，基于信道估计结果(例如，阴影检测结果)，所述全局通信管理实体130可以根据阴影效应将路段划分为几种类型的阴影衰减区域。图11展示了一个示例来说明这种方法，其中不同的道路可以有不同的划分。在“非阴影区”中，该区域内的车载用户设备110与道路上的车载用户设备110之间的通信不会受到路侧建筑物的阴影效应的影响。在“阴影区”，该区域车载用户设备110与道路上车载用户设备110之间的通信将受到大型车辆的动态阴影和路边建筑物的静态阴影的轻微影响。在“严重阴影区”中，该区域车载用户设备110与道路上车载用户设备110之间的通信将受到路边建筑物的静态阴影的严重影响。在一实施例中，当全局通信管理实体130评估车载用户设备110的最优通信模式(V2V或V2I)、CBR和RSSI估计时，可以使用此类信息。
由于车辆安全消息通常在控制信道(CCH)上广播，因此信道干扰可能发生在车辆载波感知范围之外。在一实施例中，全局通信管理实体130可用于指定不同路段中全部或部分车载用户设备110以测量信道干扰情况并将它们的测量反馈到全局通信管理实体130。全局通信管理实体130在接收到信道干扰情况后，可以进一步预测移动中的车载用户设备110之间的信道干扰程度。根据以下等式：
Figure BDA0002564414510000141
其中：
δ为信道干扰指标；
pr为感知区域内车辆y的平均接收功率；
K为车辆y的干扰区域个数；
pk为干扰区域k内车辆xk的平均发射功率；
d(xK，y)是车辆xk与车辆y的距离；
α为信道衰减因子；
xk和y为各区域中心车辆。
在一实施例中，当全局通信管理实体130评估车载用户设备110的最优通信模式(V2V或V2I)、CBR和RSSI估计时，可以使用此类信息。
在一实施例中，全局通信管理实体130收集每个车载用户设备110的状态信息(即位置、速度、方向)及其应用信息。所述应用信息可以是：(1)所述应用当前活跃的数量及其特征(即协议数据单元(PDU)的大小和传输频率)；和(2)所述车载用户设备110希望在近期激活的其他规划应用及其特征。全局通信管理实体130可以利用这些信息预测V2X通信网络100当前和近期的全局数据流量使用情况以及某一地理区域的车辆密度。然后，作为示例，当全局通信管理实体130预测某一地理区域中的网络负载(即，CBR)和/或RSSI性能时，可以使用此类信息。
在不同的车道上运行的车载用户设备110的方向和密度可以不同。交通堵塞和交通事故可能增加道路不同路段的交通密度。在一实施例中，当全局通信管理实体130预测特定地理区域中的网络负载(即，CBR)和/或RSSI性能时，全局通信管理实体130(在TMC的帮助下)可以进行全面分析并利用此类信息。
在一实施例中，作为示例，了解所述车载用户设备110的路线信息可以帮助所述全局通信管理实体130基于所述车载用户设备110的未来位置更好地预测所述网络负载(即，CBR)和/或RSSI性能。下表列出了根据用于确定所述车载用户设备110的V2X通信参数的实施例，所述全局通信管理实体130可考虑的输入参数。
Figure BDA0002564414510000151
如上所述，通过分析输入参数，全局通信管理实体130可以预测车载用户设备110的不同类型的输出参数(用作所述车载用户设备110的V2X通信参数设置)。如上所述，这些参数可以包括：
1)本地DCC算法设置(被动或自适应)；
2)全局CBR、全局RSSI设置；
3)DCC参数配置(由DCC_CROSS实体管理)；
发射功率控制参数；
传输速率控制参数；
传输数据速率控制参数；
DCC灵敏度控制参数；
传输接入控制参数；
4)网络设计限制(NDL)默认值设置(由DCC_CROSS实体管理)；
5)IEEE 802.11p-2010参数设置(由IEEE 802.11p-2010管理)；
6)多信道运行参数设置(由DCC_CROSS实体管理)；
7)与车载通信有关的新传输参数，包括将用于车载通信的新无线电技术，以及在新无线电技术之上运行的新拥塞控制机制；
8)车辆通信的传输模式(V2V或V2I)；
9)专用于单个或一组车辆的高级V2X业务的调度传输参数(描述无线资源分配信息)；
10)V2X侧行链路通信拥塞控制参数。
在一实施例中，V2X通信参数可以包括以下两个表格中列出的DCC参数中的一个或多个。
Figure BDA0002564414510000161
Figure BDA0002564414510000171
Figure BDA0002564414510000172
在一实施例中，V2X通信参数可以包括下表中列出的IEEE 802.11p参数中的一个或多个。
Figure BDA0002564414510000181
在一实施例中，V2X通信参数可以包括下表中列出的多信道运行参数[IEEE1609.4-2016]中的一个或多个。
Figure BDA0002564414510000182
全局通信管理实体130的多信道运行优点可以概括为：在车载用户设备110之间安排同步业务信道(SCH)和控制信道(CCH)的分配时间(即图12中的时隙0、时隙1)。当启用交替信道时，决策网络100中的信道分配时间；协调/帮助车载用户设备110的立即信道接入需求。
在下文中，描述了全局通信管理实体130的示例性使用情况。在本示例中，网络节点130通过应用图13中示出的集中式控制(CC)算法来控制车载用户设备110的DCC、多信道运行和传输模式(V2V，V2I)。该算法采用上述不同数量的输入参数，并提供与CBR和/或RSSI估计、DCC参数、多信道运行参数和传输模式(V2V、V2I)选择相关的输出参数。图13所示的集中式控制算法分为三个部分。
第1部分：通过使用交通和道路信息(例如，车辆密度、车道数和车载用户设备110的位置)，网络节点130可以根据图14和图15所示的密集程度ρ和载波侦听范围将车辆划分为不同组。当完成分组时，网络节点130向群组中的每个车载用户设备110提供估计的传输参数，以避免群组传输内的过度干扰(即，群组内协调)。此外，网络节点130可以将不同的无线资源分配给不同的组，以限制相邻组之间的干扰(即，组间协调)。当一个群组的所有车载用户设备110使用相同的发射功率pt和载波侦听阈值Tcs时，每个群组的载波侦听范围L可以用以下等式描述：
Figure BDA0002564414510000191
其中
Lgroupi为第i组的载波侦听范围L；
Tcs为第i组的载波侦听阈值；
pt为第i组的发射功率；
n为路径衰减因子(2-5)。
网络节点130使用载波侦听范围L，可以基于以下等式预测第j个车载用户设备110的周围车辆密集程度ρ：
Figure BDA0002564414510000192
其中：
L为车辆j的载波侦听范围L；
m为车辆j在其载波侦听范围L内的周围车辆数目。
第2部分：网络节点130评估每个组中的车载用户设备110的CBR和无线信道状态。关于CBR的估计，以下方程式是估计第j个车载用户设备110的CBRj的经典方程式：
CBRj＝C.ρj.pt.r.τ/n，其中：
C是一个常数，取决于场景来确定数值；
ρj是车辆j的周边车辆密集程度；
pt是车辆的发射功率；
r是传输速率，由单位时间内发送的报文数决定；
n为路径衰减因子(2-5)。
网络节点130可以使用不同的输入参数来确定CBRj的值。网络节点130可以将每个组内的多个车载用户设备110的CBR求平均，得到每个组的参考CBRref：
Figure BDA0002564414510000193
其中：
CBRrefi是第i组的参考CBR；
K为第i组车辆数；
CBRj为车辆j的CBR。
当且仅当接收到信号与干扰加噪声比(SINR)大于SINR阈值的报文时，才将物理干扰模型定义为节点y成功接收报文。
·如果δ(t)≥SINR阈值，则网络节点130不需要进行干扰控制；
·如果δ(t)＜SINR阈值，则网络节点130需要干扰控制，干扰控制需要调整TPC、TDC、DSC参数。
如在图11的上下文中已经描述的，网络节点130可以根据阴影效应将路段划分为几种类型的阴影衰减区域。
·在非阴影区域中，网络节点130不需要使用阴影控制；在阴影区域，网络节点130应使用需要调整TRC参数的阴影控制。在严重阴影区域，网络节点130应将该严重阴影区域通知给车载用户设备110，以便车载用户设备110需要选择V2I通信模式以避免严重阴影效应。
第三部分：基于估计的CBRref，网络节点130调整相应空间组内车载用户设备110的DCC控制参数和多信道运行。下表是第一步(即，默认)输出参数的示例，包括DCC参数和多信道运行。
集中式控制参数 放松 活跃 限制
TPC<sub>default</sub> 33dBm 23dBm -10dBm
TRC<sub>default</sub> 0.04s 0.5s 1s
TDC<sub>default</sub> 3Mbit/s 6Mbit/s 12Mbit/s
DSC<sub>default</sub> -95dBm -85dBm -65dBm
多信道运行 去激活 去激活 去激活
在根据当前评估的CBRref确定默认输出参数之后，网络节点130基于车载用户设备110的无线信道状态信息(干扰和阴影效应)检查是否需要进行第二步适配。网络节点130可以执行以下检查以考虑第二步适配：
·如果估计的干扰低于某个阈值(即，δ＜SINR阈值)，则网络节点130应使用干扰控制，该干扰控制需要调整TPC、TDC、DSC参数。车载用户设备110通过降低载波侦听阈值来执行退避，以避免进一步恶化对周围传输的干扰。低数据速率传输可以容忍更大的干扰。同时，通过降低发射功率，降低组间干扰；
·当群组位于阴影区域时，则网络节点130应使用需要调整TRC参数的阴影控制。通过提高发射速率(减小报文间隔)，可以提高通信的可靠性。
相应地，在一实施例中，在第一步的默认值中执行以下适配。
TPCref＝TPCdefault+Δp
(Δpisthefluctuatedvaluethatisdeterminedbytheinterferencecontrol)；
TDCref＝TDCdefault+Δd；
Δdisthefluctuatedvaluethatisdeterminedbytheinterferencecontrol；
DSCref＝DSCdefault+ΔD；
ΔDisthefluctuatedvaluethatisdeterminedbytheinterferencecontrol；
TRCref＝TRCdefault+Δr；
Δristhefluctuatedvaluethatisdeterminedbytheinterferencecontrol。
通过信道协调，车载环境无线接入(WAVE)设备可以利用多个无线信道。通道协调允许单个PHY设备在时隙0期间访问CCH上的高优先级数据和管理流量，以及在时隙1期间访问SCH上的通用高层流量。ITS G5A频段(5,875GHz至5,905GHz)包含信道CCH、SCH1和SCH2，专用于道路安全相关服务[ETSI 102 724]。ITSG5采用多信道模式，每个设备可以在控制信道和业务信道之间切换，但不能同时使用两个不同的通道。该提出的算法中对多信道运行的评估可以如下：
·网络节点130评估SCH1和SCH2的CBR，选择最小的CBR信道；
·当CBRCCH≥40％且CBRsCH≤50％，网络节点130可以在相应区域激活多信道运行。
由于各组车辆密度不同，密度较高时，信道拥塞可能加剧。网络节点130可以控制竞争窗口(CW)以适应当前信道状态。由于网络节点130可以使用输入参数和输出参数来确定如上等式所示的组i的CBRref值，因此不同组可以具有不同的CBR。当组的CBR相对于上一时刻增大时，CWmin和CWmax的值可以由网络节点130调整。下面的等式说明了这个方案。
Figure BDA0002564414510000201
Figure BDA0002564414510000211
除了通过上述方法协调所述车载用户设备110在共享时间/频率平面(即，时域和频域上的无线资源块)中的传输参数之外，所述网络节点110还可以分配专用时间/频率调度传输机会，用于所述车载用户设备110的高级V2X业务。分配的专用时间/频率分配值可以正交于共享时间/频率分配值。此外，网络节点130不仅能够将专用时间/频率分配给单个车载用户设备110，而且还能够分配给一组车载用户设备110。当将所述无线资源块分配给一组车载用户设备110时，所述一组车载用户设备协调所分配的无线资源块的单独使用。
未来车载通信将使用的新无线技术也可能具有新的传输参数，这些传输参数通常在车载用户设备110本地配置。根据本发明的实施例，可由网络节点130控制由新无线技术使用的此类新无线参数。
如上所述，在一实施例中，网络节点130还用于确定和更新用于V2X侧行链路通信的车载用户设备110的3GPP的V2X侧行链路(PC5)通信接口的本地拥塞控制参数。在这种情况下，IE SL-CBR-CommonTxConfigList指示sl-CBR-PSSCH-TxConfigList中的PSSCH传输参数(例如，MCS、子信道数、重传次数、CR限制)列表，以及cbr-RangeCommonConfigList中的CBR范围列表，以将拥塞控制配置给所述UE进行[3GPP TS 36.331]中规定的V2X侧行链路通信。所述网络节点130可以由网络节点130更新。
sl-CBR-PSSCH-TxConfigList包括SL-CBR-PSSCH-TxConfig的列表，该列表包括cr-Limit和tx-Parameters，tx-Parameters包括下列参数：
–minMCS-PSSCH；
–maxMCS-PSSCH；
–minSubChannel-NumberPSSCH；
–maxSubchannel-NumberPSSCH；
–allowedRetxNumberPSSCH；
–maxTxPower。
在本发明实施例中，全局通信管理实体130使用集中式控制(CC)算法：用于选择用作车载用户设备110的本地DCC算法(被动或自适应)；用于根据道路上的车辆密度估计单个车载用户设备110或一组车载用户设备110的CBR和/或RSSI；用于调整车辆对应V2X传输参数以减少网络拥塞(此操作可包括DCC参数设置、NDL默认值设置、IEEE 802.11p-2010参数设置，多信道运行设置)；用于选择用于车辆通信的传输模式(V2V，V2I)；用于选择用于车辆通信的新无线技术的任何新传输参数；用于选择专用于单个或一组车载用户设备110的无线资源分配值，用于确定和/或更新V2X侧行链路通信拥塞控制参数。
在一实施例中，网络节点130基于不同的输入参数提供集中式控制功能，其中输入参数可以是：
·从车载用户设备110接收的CBR和/或RSSI测量值；和/或
·从车载用户设备110接收的车辆状态信息；和/或
·从车载用户设备110接收的发送/接收天线特征；和/或
·从车载用户设备110接收的发送信号特征；和/或
·从所述车载用户设备110接收的当前在所述车辆上运行的应用；和/或
·从该车载用户设备110接收的车辆路线信息；和/或
·从TMC接收的路况信息。
网络节点130可以提供不同的输出参数(即，其被所述车载用户设备110用作V2X通信参数设置)，被传递给各个车载用户设备110，其中输出参数可以包括：
1)本地DCC算法设置(被动或自适应)；
2)全局CBR、全局RSSI设置；
3)DCC参数配置(由DCC_CROSS实体管理)；
发射功率控制参数；
传输速率控制参数；
传输数据速率控制参数；
DCC灵敏度控制参数；
传输接入控制参数；
4)网络设计限制(NDL)默认值设置(由DCC_CROSS实体管理)；
5)IEEE 802.11p-2010参数设置(由IEEE 802.11p-2010管理)；
6)多信道运行参数设置(由DCC_CROSS实体管理)；
7)与车载通信有关的新传输参数，包括将用于车载通信的新无线电技术，以及在新无线电技术之上运行的新拥塞控制机制；
8)车辆通信的传输模式(V2V或V2I)；
9)专用于单个或一组车辆的高级V2X业务的调度传输参数(描述无线资源分配信息)；
10)V2X侧行链路通信拥塞控制参数。
尽管本发明的特定特征或方面可能已经仅结合几种实施方式或实施例中的一种进行公开，但此类特征或方面可以和其他实施方式或实施例中的一个或多个特征或方面相结合，只要对于任何给定或特定的应用是有需要或有利。而且，在一定程度上，术语“包括”、“有”、“具有”或这些词的其他变形在详细的说明书或权利要求书中使用，这类术语和所述术语“包含”是类似的，都是表示包括的含义。同样，术语“示例性地”，“例如”仅表示为示例，而不是最好或最佳的。可以使用术语“耦合”和“连接”及其派生词。应当理解，这些术语可以用于指示两个元件彼此协作或交互，而不管它们是直接物理接触还是电接触，或者它们彼此不直接接触。
尽管本文中已说明和描述特定方面，但所属领域的技术人员应了解，多种替代和/或等效实施方式可在不脱离本发明的范围的情况下所示和描述的特定方面。该申请旨在覆盖本文论述的特定方面的任何修改或变更。
尽管以上权利要求书中的元件是利用对应的标签按照特定顺序列举的，除非对权利要求的阐述另有暗示用于实施部分或所有这些元件的特定顺序，否则这些元件不必限于以所述特定顺序来实施。
通过以上启示，对于本领域技术人员来说，许多替代、修改和变化是显而易见的。当然，所属领域的技术人员容易认识到除本文所述的应用之外，还存在本发明的众多其他应用。虽然已参考一个或多个特定实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将认识到在不偏离本发明的范围的前提下，仍可对本发明作出许多改变。因此，应理解，只要是在所附权利要求书及其等效物的范围内，可以用不同于本文具体描述的方式来实践本发明。

Claims (24)

1.一种用于管理V2X通信网络(100)的多个车载用户设备(110)的V2X通信参数的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述全局通信管理实体(130)包括：
处理单元(131)，用于确定所述多个车载用户设备(110)中的一个车载用户设备(110)的一个或多个V2X通信参数，其中所述一个或多个V2X通信参数与在所述车载用户设备(110)上实施的和/或在所述车载用户设备(110)的用于与所述其他车载用户设备(110)通信的V2V通信模块(113)上实施的本地V2V拥塞控制方案相关联，；以及
通信模块(133)，用于向所述车载用户设备(110)提供所述一个或多个V2X通信参数提供给。
2.根据权利要求1所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述处理单元(131)用于基于所述多个车载用户设备(110)的各自的运动状态确定所述多个车载用户设备(110)中的一个车载用户设备(110)的所述一个或多个V2X通信参数。
3.根据权利要求2所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述多个车载用户设备(110)的所述各自的运动状态包括每个车载用户设备(110)的下述一个或多个：所述车载用户设备(110)的位置、所述车载用户设备(110)的速度、所述车载用户设备(110)的运动方向、所述车载用户设备(110)的规划路线。
4.根据前述权利要求中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述一个或多个V2X通信参数与以专用短距离通信(DSRC)模块为形式的V2V通信模块(113)相关联，和/或，所述一个或多个V2X通信参数与以侧行链路通信模块为形式的V2V通信模块(113)相关联。
5.根据前述权利要求中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述V2X通信参数还包括所述车载用户设备(110)的以下参数中的一个或多个：频率和多信道运行参数、信道接入时间参数、调度传输参数、V2X通信模式选择参数、和/或属于流量类应用的消息生成速率。
6.根据前述权利要求中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述全局通信管理实体(130)还用于管理所述V2X通信网络(100)的多个路边单元(RSU)(140)的基础设施到车辆(I2V)通信参数，其中所述处理单元(131)用于基于所述多个车载用户设备(110)的各自的运动状态确定所述多个RSU(140)的一个RSU(140)的一个或多个I2V通信参数。
7.根据权利要求6所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述一个或多个I2V通信参数包括所述RSU(140)的以下参数中的一个或多个：频率和多信道运行参数、信道接入时间参数、调度传输参数、I2V通信模式选择参数、和属于流量类应用的消息生成速率。
8.根据前述权利要求中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，在所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案以活跃操作模式或非活跃操作模式运行，并且所述处理单元(131)用于调整所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案的操作模式。
9.根据权利要求8所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述活跃操作模式与第一组V2X通信参数相关联，所述非活跃操作模式与第二组V2X通信参数相关联，并且所述本地V2V拥塞控制方案的状态机被去激活。
10.根据权利要求9所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，在所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案与定义多个状态的状态机相关联，所述多个状态包括“放松”状态、“活跃”状态和/或“限制”状态，其中，当所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案在所述活跃操作模式下时，所述处理单元(111)用于调整在所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案的状态。
11.根据权利要求9所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，在所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案与定义多个状态的状态机相关联，所述多个状态包括“放松”状态、“活跃”状态和/或“限制”状态，其中，当所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案在所述非活跃操作模式下时，所述处理单元(131)用于调整在所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案的状态。
12.根据权利要求10或11所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述状态机的每个状态与一组不同的V2X通信参数相关联。
13.根据前述权利要求中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，在所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案是本地DCC方案，并且所述一个或多个V2X通信参数包括发射功率控制TPC、发射速率控制TRC、发射数据速率控制TDC、DCC敏感度控制DSC、和/或发射接入控制TAC。
14.根据前述权利要求中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，在所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案是本地DCC方案，并且所述本地DCC方案是被动本地DCC方案或自适应本地DCC方案。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，在所述车载用户设备(110)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案是本地侧行链路通信，特别是，LTE-V拥塞控制方案，其中所述一个或多个V2X通信参数包括最大传输功率、每个传输块的重传次数的范围、PSSCH的RB个数的范围、MCS范围和/或信道占用率的最大限制。
16.根据前述权利要求中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述一个或多个V2X通信参数包括与所述V2V通信模块(113)相关联的全局信道忙比例CBR和/或全局接收信号强度指示RSSI，其中所述通信模块(133)用于向所述车载用户设备(110)提供所述全局CBR和/或所述全局RSSI。
17.根据前述权利要求中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述车载用户设备(110)用于确定与所述V2V通信模块(113)相关联的本地CBR和/或本地RSSI，并基于所述本地CBR和/或所述本地RSSI调整所述车载用户设备(110)的所述一个或多个V2X通信参数。
18.根据前述权利要求中任一项所述的全局通信管理实体(130)，其特征在于，所述通信模块(133)用于从所述多个车载用户设备(110)接收与所述各个车载用户设备(110)的所述V2V通信模块(113)相关联的各自的本地CBR和/或各自的本地RSSI，所述处理单元(131)用于根据与所述多个车载用户设备(110)的所述各个V2V通信模块(113)相关联的所述各自的本地CBR和/或所述各自的本地RSSI，确定所述多个车载用户设备(110)中的一车载用户设备(110)的所述一个或多个V2X通信参数。
19.一种V2X通信网络(100)，其特征在于，包括多个车载用户设备(110)和前述权利要求中任一项所述的用于管理所述多个车载用户设备(110)的V2X通信参数的全局通信管理实体(130)。
20.根据权利要求19所述的V2X通信网络(100)，其特征在于，所述V2X通信网络(100)还包括多个RSU(140)，所述全局通信管理实体(130)用于管理所述多个RSU(140)的I2V通信参数。
21.根据权利要求19或20所述的V2X通信网络(100)，其特征在于，所述全局通信管理实体(130)在一个或多个服务器上实现，具体而言，在所述V2X通信网络(100)的一个或多个云服务器上实现。
22.一种V2X通信网络(100)的车载用户设备(110)，其特征在于，所述车载用户设备(110)包括：
处理单元(111)，用于实现本地V2V拥塞控制方案；
V2V通信模块(113)，用于与所述V2X通信网络(100)的其他车载用户设备(110)通信；
另一通信模块(115)，用于与全局通信管理实体(130)通信；
所述车载用户设备(110)用于从所述全局管理实体(130)接收一个或多个V2X通信参数；其中所述一个或多个V2X通信参数与在所述车载用户设备(110)上实施的和/或在所述车载用户设备(110)的所述V2V通信模块(113)上实施的所述本地V2V拥塞控制方案相关联，用于与所述其他车载用户设备(110)进行通信。
23.一种用于管理V2X通信网络(100)的多个车载用户设备(110)的V2X通信参数的方法(200)，其特征在于，所述方法(200)包括：
确定(201)所述多个车载用户设备(110)中的一车载用户设备(110)的一个或多个V2X通信参数，其中所述一个或多个V2X通信参数与在所述车载用户设备(110)上实施的和/或在所述车载用户设备(110)的用于与所述其他车载用户设备(110)通信的V2V通信模块(113)上实施的本地V2V拥塞控制方案相关联；以及
向所述车载用户设备(110)提供(203)所述一个或多个V2X通信参数。
24.一种计算机程序产品，其特征在于，包括程序代码，在计算机或处理器上执行时，用于执行权利要求23所述的方法(200)。
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