CN112866947A - 一种车联网中分布式资源调度方法 - Google Patents

一种车联网中分布式资源调度方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112866947A
CN112866947A CN202011628886.6A CN202011628886A CN112866947A CN 112866947 A CN112866947 A CN 112866947A CN 202011628886 A CN202011628886 A CN 202011628886A CN 112866947 A CN112866947 A CN 112866947A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
resource
service
single subframe
scheduling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011628886.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112866947B (zh
Inventor
张顺
胡国庆
马建鹏
吴纪铎
王扬
李红艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xidian University
Lianchuang Automotive Electronics Co Ltd
Original Assignee
Xidian University
Lianchuang Automotive Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xidian University, Lianchuang Automotive Electronics Co Ltd filed Critical Xidian University
Priority to CN202011628886.6A priority Critical patent/CN112866947B/zh
Publication of CN112866947A publication Critical patent/CN112866947A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112866947B publication Critical patent/CN112866947B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/10—Flow control between communication endpoints
    • H04W28/14—Flow control between communication endpoints using intermediate storage
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/46—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for vehicle-to-vehicle communication [V2V]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/542—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318—Received signal strength
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/382—Monitoring; Testing of propagation channels for resource allocation, admission control or handover

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提出了一种车联网中分布式资源调度的方法，旨在降低车联网系统的时延，并提高车联网系统的可靠性，实现步骤为：1)构建车联网
Figure DDA0002879693810000011
和资源池
Figure DDA0002879693810000012
2)初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure DDA0002879693810000013
3)每台车辆Va对业务缓存队列
Figure DDA0002879693810000014
进行更新；4)每台车辆Va确定调度目标业务集
Figure DDA0002879693810000015
及其参数；5)每台车辆Va通过通信装置Ξa获取调度目标单子帧资源集
Figure DDA0002879693810000016
6)每台车辆Va确定调度目标业务Sam的传输目标次数
Figure DDA0002879693810000017
7)每台车辆Va确定调度目标业务Sam单次传输所需的占用目标单子帧资源数量上限
Figure DDA0002879693810000018
8)获取车联网中分布式资源调度结果。

Description

一种车联网中分布式资源调度方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，涉及一种车联网中分布式资源调度方法，可用于车联网中车辆间自主通信。
背景技术
作为无线通信、物联网技术在汽车交通领域的应用，车联网技术飞速发展，其场景可以被归纳为“车联万物(Vehicle to Everything，简称为V2X)”。第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Program，简称为3GPP)在2015年发布的12版标准中规定了基于蜂窝网络架构的V2X技术(Cellular-V2X，简称为C-V2X)。随着协议标准的不断发展，C-V2X目前经历了LTE-V2X、5G NR(New Radio)V2X两个阶段。
蜂窝网络中，信道资源被划分为互相正交的时频资源块，车联网中车辆进行通信时，需要对资源进行调度。C-V2X中资源调度方法一般分为两类，一类是基于基站等基础设施统一感知的集中式资源调度方法，即基站获取多个车辆用户的业务需求等信息，统一地为用户分配时频资源；另一类是基于单个车辆自主感知的分布式资源调度方法，这种方法不需要设备的统一管控，车辆基于对网络中时频资源占用情况的自主感知，基于使用旁路链路(Sidelink)的D2D(Device-to-Device)技术，实现车与车(Vehicle to Vehicle，简称为V2V)直接通信。
由于可以不受限于基础设施的有无，分布式资源调度方法可以更好地满足车联网之间的通信需求，成为了目前的研究热点。车联网中多数业务具有一定的周期性，为适配这种业务特性，在C-V2X框架下，分布式资源调度方法的主流思想为基于感知的半持续调度(Semi-Persistent Scheduling，简称SPS)方案。该方案的主要思想为：单个车辆在进行资源调度时，预先对过去一个时间窗口内的时频资源占用情况进行感知，排除掉被其它用户占用的资源；在未来一个时间窗口内，车辆在所剩的资源中，根据业务数据量，随机选择若干时频资源，并周期性地占用该时频资源，该调度周期等于该业务的发送周期；在周期性地占用资源持续一段时间后，依概率p决定继续占用该位置的资源或者重新选择资源，重新选择资源的操作与第一次选择资源的操作相同。通过SPS方案，可以实现车联网中时频资源的“一次选择，周期占用”，较好地适配车联网的业务特征。
在车联网系统中，车辆需要不断地与周围车辆交换多种业务信息，如周期性的地理位置信息、车辆速度信息及多媒体信息等多种业务信息。5G NR中规定了不同的应用场景，如车辆组队、增强驾驶、扩展传感、远程驾驶等，在不同场景下的多种业务拥有着不同的服务质量要求。3GPP中规定了基于旁路链路的业务的若干服务质量参数，其中包括业务类型、业务优先级、可容忍最大时延及可容忍最大误包率等。
在分布式场景下，车辆需要根据自身业务的不同服务质量要求，在通信中选择差异性的策略对蜂窝网络中的时频资源进行调度。例如，申请公布号为CN110753319A，名称为“异构车联网中面向异质业务的分布式资源分配方法及系统”的专利申请，公开了一种异构车联网中面向异质业务的分布式资源分配方法，该方法首先获取异构蜂窝车联网系统内的蜂窝用户、通信信道和V2V用户信息；采用时延违约概率和归一化的吞吐量，构建V2V用户时延敏感业务的效用函数和时延容忍业务的效用函数，得到V2V用户异质业务的混合效用函数；建立多用户的马尔可夫决策模型，确定状态空间、动作空间和回报函数；利用MADDPG算法集中训练分布执行的思想，根据训练好的Actor网络，输入每个V2V用户当前观测到的状态信息，得到通信信道和发射功率的最佳动作，进而得到资源分配的方式。
该方法虽然在分布式资源调度的场景下考虑了业务的服务质量要求，但是仅考虑了服务质量中的时延这一约束，未考虑业务的误包率约束，容易导致业务的重要性与被分配资源质量的不匹配，导致对可靠性要求较高的业务的传输质量的降低，难以保证车联网系统的低时延要求；同时，该方法考虑的业务缓存队列为无限大小，未考虑实际情况下业务缓存队列的拥挤情况，容易造成业务出入队列的速率不匹配，进而导致业务在缓存队列处的丢包，难以保证车联网系统高可靠通信要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种车联网中分布式资源调度方法，旨在通过根据业务队列拥挤情况及业务服务质量参数调整单次调度的业务数量、顺序及业务冗余传输的次数，降低车联网系统的时延，并提高车联网系统的可靠性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤：
(1)构建车联网
Figure BDA0002879693790000031
和资源池
Figure BDA0002879693790000032
构建包括A台车辆的车联网
Figure BDA0002879693790000033
以及包括XY个单子帧资源的资源池
Figure BDA0002879693790000034
其中，A≥2，Va表示配备有实现蜂窝网通信的装置Ξa和队列监测设备Ωa的第a台车辆，Rxy表示(x,y)坐标处大小为ΔtΔf的单子帧资源，
Figure BDA0002879693790000035
x∈[1,X]，y∈[1,Y]，X≥2，Y≥2，
Figure BDA0002879693790000036
表示
Figure BDA0002879693790000037
的时间起点，
Figure BDA0002879693790000038
表示
Figure BDA0002879693790000039
的频率起点，Δt、Δf分别表示Rxy所占的时间长度及频率宽度；
(2)初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000310
初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000311
其中，Qal表示第l个业务缓存位缓存的业务，且
Figure BDA00028796937900000312
La表示
Figure BDA00028796937900000313
中业务缓存位缓存的业务数量，La≥2；
(3)每台车辆Va对业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000314
进行更新：
每台车辆Va根据自身需求生成Ca个业务
Figure BDA00028796937900000315
并将
Figure BDA00028796937900000316
缓存至业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000317
的前Ca个空闲业务缓存位中，得到更新后的业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000318
其中，Eac表示第c个业务，Qal表示Qal的更新结果；
(4)每台车辆Va确定调度目标业务集
Figure BDA00028796937900000319
及其参数：
(4a)每台车辆Va以
Figure BDA00028796937900000320
为队列监测设备Ωa的监测周期，通过Ωa读取
Figure BDA00028796937900000321
中的缓存非空业务数量
Figure BDA00028796937900000322
和Qal的可容忍最大时延
Figure BDA00028796937900000323
并通过
Figure BDA00028796937900000324
确定单次调度目标业务数量Ma，同时通过
Figure BDA00028796937900000325
和
Figure BDA00028796937900000326
计算Qal的生存时间Tal：
Figure BDA0002879693790000041
Figure BDA0002879693790000042
Figure BDA0002879693790000043
其中，
Figure BDA0002879693790000044
表示向下取整数，
Figure BDA0002879693790000045
表示缓存业务数量阈值，
Figure BDA0002879693790000046
Figure BDA0002879693790000047
及
Figure BDA0002879693790000048
表示比例系数，
Figure BDA0002879693790000049
Figure BDA00028796937900000410
表示业务Qal被Ωa监测过的次数；
(4b)每台车辆Va按照
Figure BDA00028796937900000411
中业务的生存时间由小到大的顺序对Tal对应的Qal进行排序，并选取前Ma个业务，组成调度目标业务集
Figure BDA00028796937900000412
其中，Sam表示第m个调度目标业务；
(4c)每台车辆Va通过队列监测设备Ωa获取调度目标业务集
Figure BDA00028796937900000413
的参数，包括服务质量字段指示的Sam的可容忍最大误包率
Figure BDA00028796937900000414
及Sam包含的数据量Dam；
(5)每台车辆Va通过通信装置Ξa获取调度目标单子帧资源集
Figure BDA00028796937900000415
(5a)每台车辆Va通过Ξa记录感知窗口
Figure BDA00028796937900000416
内的感知单子帧资源集
Figure BDA00028796937900000417
其中，
Figure BDA00028796937900000418
表示(p,q)位置处大小为ΔtΔf的感知单子帧资源，
Figure BDA00028796937900000419
p∈[1,P]，q∈[1,Q]，
Figure BDA00028796937900000420
2≤Q≤Y，ta表示Va开始选择单子帧资源的时刻，
Figure BDA00028796937900000421
表示感知窗口时间，
Figure BDA00028796937900000422
(5b)每台车辆Va通过Ξa记录选择窗口
Figure BDA00028796937900000423
内的候选单子帧资源集
Figure BDA00028796937900000424
其中，
Figure BDA00028796937900000425
表示(u,v)位置处大小为ΔtΔf的候选单子帧资源，
Figure BDA0002879693790000051
u∈[1,U]，v∈[1,V]，
Figure BDA0002879693790000052
2≤Q＝V≤Y，
Figure BDA0002879693790000053
表示选择窗口内的候选单子帧资源的数量，
Figure BDA0002879693790000054
Figure BDA0002879693790000055
表示选择窗口时间，
Figure BDA0002879693790000056
(5c)每台车辆Va对
Figure BDA0002879693790000057
中承载的旁路链路控制信息进行解析，得到预留单子帧资源位置信息
Figure BDA0002879693790000058
并将
Figure BDA0002879693790000059
标记的位于选择窗口
Figure BDA00028796937900000510
中的预留单子帧资源集
Figure BDA00028796937900000511
中的预留单子帧资源从
Figure BDA00028796937900000512
去除，实现对
Figure BDA00028796937900000513
的更新；
(5d)每台车辆Va测量
Figure BDA00028796937900000514
上相关信号接收功率γapq，并根据γapq和预设的相关信号接收功率阈值
Figure BDA00028796937900000515
判断
Figure BDA00028796937900000516
的占用情况，若
Figure BDA00028796937900000517
则表示感知单子帧资源
Figure BDA00028796937900000518
被占用，则将选择窗口
Figure BDA00028796937900000519
内的相关候选单子帧资源
Figure BDA00028796937900000520
从
Figure BDA00028796937900000521
去除，实现对
Figure BDA00028796937900000522
的更新，并执行步骤(5e)，否则，执行步骤(5e)；
(5e)每台车辆Va获取更新后的
Figure BDA00028796937900000523
中候选单子帧资源的数量
Figure BDA00028796937900000524
并判断
Figure BDA00028796937900000525
是否成立，若是，执行步骤(5g)，否则，令
Figure BDA00028796937900000526
并执行步骤(5d)；
(5f)每台车辆Va计算候选单子帧资源
Figure BDA00028796937900000527
的接收信号强度指示Bauv，并按照由小到大的顺序对
Figure BDA00028796937900000528
个单子帧资源的接收信号强度指示进行排列，得到
Figure BDA00028796937900000529
其中，
Figure BDA00028796937900000530
表示
Figure BDA00028796937900000531
中第z个接收信号强度指示；
(5g)每台车辆Va确定调度目标单子帧资源数量
Figure BDA00028796937900000532
在
Figure BDA00028796937900000533
中选取前
Figure BDA00028796937900000534
个接收信号强度指示
Figure BDA00028796937900000535
对应的
Figure BDA00028796937900000536
个调度目标单子帧资源集
Figure BDA00028796937900000537
其中，
Figure BDA00028796937900000538
表示比例系数，且
Figure BDA00028796937900000539
Figure BDA00028796937900000540
表示车辆Va的第
Figure BDA00028796937900000541
个调度目标单子帧资源，
Figure BDA00028796937900000542
表示车辆Va第
Figure BDA00028796937900000543
个调度目标单子帧资源的接收信号强度指示；
(6)每台车辆Va确定调度目标业务Sam的传输目标次数
Figure BDA00028796937900000544
每台车辆Va根据调度目标业务Sam的可容忍最大误包率
Figure BDA0002879693790000061
预设的误包率阈值
Figure BDA0002879693790000062
及调度目标单子帧资源数量
Figure BDA0002879693790000063
计算Sam的传输目标次数
Figure BDA0002879693790000064
Figure BDA0002879693790000065
Figure BDA0002879693790000066
其中，
Figure BDA0002879693790000067
表示计算中间变量，ρa表示缩放因数，且
Figure BDA0002879693790000068
Figure BDA0002879693790000069
表示比例系数，且
Figure BDA00028796937900000610
(7)每台车辆Va确定调度目标业务Sam单次传输所需的占用目标单子帧资源数量上限
Figure BDA00028796937900000611
(7a)每台车辆Va由通信装置Ξa的发射功率
Figure BDA00028796937900000612
及调度目标单子帧资源集
Figure BDA00028796937900000613
的接收信号强度指示
Figure BDA00028796937900000614
计算
Figure BDA00028796937900000615
中每个单子帧资源
Figure BDA00028796937900000616
的传输数据容量
Figure BDA00028796937900000617
(7b)每台车辆Va根据
Figure BDA00028796937900000618
确定调度目标业务Sam单次传输所需的占用单子帧资源数量上限
Figure BDA00028796937900000619
Figure BDA00028796937900000620
(8)获取车联网中分布式资源调度结果：
(8a)每台车辆Va为调度目标业务集
Figure BDA00028796937900000621
在调度目标单子帧资源集
Figure BDA00028796937900000622
中选择包含
Figure BDA00028796937900000623
个单子帧资源的预占用目标单子帧资源集
Figure BDA00028796937900000624
其中Oak表示
Figure BDA00028796937900000625
中的第k个预占用目标单子帧资源；
(8b)每台车辆Va为调度目标业务Sam在
Figure BDA00028796937900000626
中随机选择
Figure BDA00028796937900000627
个单子帧资源，将
Figure BDA0002879693790000071
个预占用单子帧资源绑定成Sam的一个预占用单子帧资源组，将
Figure BDA0002879693790000072
个预占用单子帧资源组绑定成Sam的预占用单子帧资源组集；
(8c)每台车辆Va对每个预占用单子帧资源组中的
Figure BDA0002879693790000073
个预占用单子帧资源的接收信号强度指示按照由小到大的顺序进行排列，得到排序结果
Figure BDA0002879693790000074
并根据
Figure BDA0002879693790000075
对应地更新预占用单子帧资源组内的单子帧资源的顺序，同时计算
Figure BDA0002879693790000076
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量
Figure BDA0002879693790000077
得到
Figure BDA0002879693790000078
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量的排序结果
Figure BDA0002879693790000079
其中，
Figure BDA00028796937900000710
表示
Figure BDA00028796937900000711
中的第j个接收信号强度指示，
Figure BDA00028796937900000712
表示
Figure BDA00028796937900000713
中的第j个传输数据容量；
(8d)每台车辆Va定义传输数据总量
Figure BDA00028796937900000714
及计数变量κa，并令
Figure BDA00028796937900000715
κa＝1；
(8e)每台车辆Va计算
Figure BDA00028796937900000716
并判断
Figure BDA00028796937900000717
是否成立，若是，将调度目标业务Sam的预占用单子帧资源组中的前κa个单子帧资源绑定为Sam的占用单子帧资源组，并以此为依据得到Sam更新后的占用单子帧资源组集，执行步骤(8g)，否则，执行步骤(8f)，其中，
Figure BDA00028796937900000718
表示
Figure BDA00028796937900000719
中的第κa个传输数据容量；
(8f)每台车辆Va令κa＝κa+1，并执行步骤(8e)；
(8g)每台车辆Va对调度目标业务集
Figure BDA00028796937900000720
中的每个调度目标业务Sam，通过通信装置Ξa占用
Figure BDA00028796937900000721
个Sam的占用单子帧资源组，将Sam的数据发送
Figure BDA00028796937900000722
次，实现车联网中的分布式资源调度。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.本发明中，每台车辆在为每个业务调度资源之前，将不同业务的服务质量字段进行了读取，同时获得了业务的可容忍最大时延及可容忍最大误包率，并根据时延要求对业务进行先后调度，同时对可容忍最大误包率进行了取对数操作，得到了业务的传输目标次数，在为业务分配物理层通信资源时，在同一时间，重复选择一份或者多份资源，实现了对可靠性要求较高的业务的冗余传输，降低了重传概率，有效降低了业务调度的时延；
2.本发明中，每台车辆在确定调度目标业务集时，考虑了实际情况下业务缓存队列的拥挤情况，通过预设的缓存业务数量阈值，判断当前队列是否拥挤，对于拥挤的情况，增加车辆单次调度的调度目标业务的数量，有效地降低了业务在缓存队列处由队列溢出导致的丢包，有效提高了业务调度的可靠性；
3.本发明中，每台车辆在为调度目标业务选择占用单子帧资源时，对每个调度目标业务的传输目标次数进行了约束，约束传输目标次数不高于预设的阈值，该阈值与调度目标单子帧资源数量有关，阻止当前调度目标业务使用过多的时频资源，并且对资源池的拥挤程度进行了约束，进一步提高了业务调度的可靠性并保证了整个系统资源占用的公平性。
附图说明
图1为本发明的实现流程图。
图2为本发明资源池
Figure BDA0002879693790000081
中单子帧资源分布示意图。
图3为本发明每台车辆Va的业务缓存队列
Figure BDA0002879693790000082
中缓存有Ca个非空业务的示意图。
图4为本发明每台车辆Va在ta时刻选择单子帧资源时的感知窗口及选择窗口的示意图。
图5为本发明业务及业务相关的旁路链路控制信息在资源池中占用资源的示意图。
图6为本发明根据旁路链路控制信息及相关信号接收功率对
Figure BDA0002879693790000083
进行更新的示意图。
图7为本发明调度目标业务集与(预)占用单子帧资源组及(预)占用单子帧资源组集之间的关系示意图。
图8为本发明基于半持续调度的资源的周期占用及资源的依概率重选的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细描述。
参照图1，本发明包括如下步骤：
步骤1)构建车联网
Figure BDA0002879693790000084
和资源池
Figure BDA0002879693790000085
构建包括A台车辆的车联网
Figure BDA0002879693790000091
以及包括XY个单子帧资源的资源池
Figure BDA0002879693790000092
其中，A≥2，Va表示配备有实现蜂窝网通信的装置Ξa和队列监测设备Ωa的第a台车辆，Rxy表示(x,y)坐标处大小为ΔtΔf的单子帧资源，
Figure BDA0002879693790000093
x∈[1,X]，y∈[1,Y]，X≥2，Y≥2，
Figure BDA0002879693790000094
表示
Figure BDA0002879693790000095
的时间起点，
Figure BDA0002879693790000096
表示
Figure BDA0002879693790000097
的频率起点，Δt、Δf分别表示Rxy所占的时间长度及频率宽度。
参照图2，资源池
Figure BDA0002879693790000098
中分布有在时间和频率上正交的若干单子帧资源，单子帧资源所占的时间长度及频率宽度分别为Δt及Δf，
Figure BDA0002879693790000099
的时间起点位于图中最左端，
Figure BDA00028796937900000910
的频率起点位于图中最下端，资源池
Figure BDA00028796937900000911
中的单子帧资源用该单子帧资源的时间及频率起点组成的二元坐标来表示。编号为R11的单子帧资源表示为
Figure BDA00028796937900000912
编号为R93的单子帧资源表示为
Figure BDA00028796937900000913
本实施例中，Δt＝1ms，Δf＝15kHz，X大小不作限定，Y＝12，可得车联网
Figure BDA00028796937900000914
的资源池
Figure BDA00028796937900000915
总频谱宽度为YΔf＝12×15kHz＝180kHz。
步骤2)初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000916
初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000917
其中，Qal表示第l个业务缓存位缓存的业务，且
Figure BDA00028796937900000918
La表示
Figure BDA00028796937900000919
中业务缓存位缓存的业务数量，La≥2。
Figure BDA00028796937900000920
可以缓存La个业务，包括空业务和非空业务，第l个业务缓存位上可缓存一个业务Qal。若第l个业务缓存位上没有业务，则业务Qal为空业务，即
Figure BDA00028796937900000921
于是可得
Figure BDA00028796937900000922
中最多可缓存La个非空业务。
步骤3)每台车辆Va对业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000923
进行更新：
每台车辆Va根据自身需求生成Ca个业务
Figure BDA00028796937900000924
并将
Figure BDA00028796937900000925
缓存至业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000926
的前Ca个空闲业务缓存位中，得到更新后的业务缓存队列
Figure BDA00028796937900000927
其中，Eac表示第c个业务，Qal表示Qal的更新结果。
每台车辆Va可以接收、处理并选择性地反馈来自其它车辆或其它用户的业务信息，并会获取自身的速度、位置等信息，同时上层应用还会有一些语音、视频等需求，这些都会产生一定数量的不同类型的业务，并将这些业务缓存于业务缓存队列；当有业务缓存时，Va需要选择一定的物理层时频资源，将一定数量的业务在时频资源中发送，被发送的业务离开队列。
参照图3，本实施例中生成Ca个业务
Figure BDA0002879693790000101
存放在
Figure BDA0002879693790000102
前Ca个空闲业务缓存位中，得到更新后的
Figure BDA0002879693790000103
步骤4)每台车辆Va确定调度目标业务集
Figure BDA0002879693790000104
及其参数：
步骤4a)每台车辆Va以
Figure BDA0002879693790000105
为队列监测设备Ωa的监测周期，通过Ωa读取
Figure BDA0002879693790000106
中的缓存非空业务数量
Figure BDA0002879693790000107
和Qal的可容忍最大时延
Figure BDA0002879693790000108
并通过
Figure BDA0002879693790000109
确定单次调度目标业务数量Ma，同时通过
Figure BDA00028796937900001010
和
Figure BDA00028796937900001011
计算Qal的生存时间Tal：
Figure BDA00028796937900001012
Figure BDA00028796937900001013
Figure BDA00028796937900001014
其中，
Figure BDA00028796937900001015
表示向下取整数，
Figure BDA00028796937900001016
表示缓存业务数量阈值，
Figure BDA00028796937900001017
Figure BDA00028796937900001018
及
Figure BDA00028796937900001019
表示比例系数，
Figure BDA00028796937900001020
Figure BDA00028796937900001021
表示业务Qal被Ωa监测过的次数。
若
Figure BDA00028796937900001022
即该业务缓存位上没有业务时，初始化业务Qal被Ωa监测过的次数
Figure BDA00028796937900001023
为0，并设Qal的生存时间Tal＝+∞，这样，后续步骤中对生存时间进行由小到大的排序时，即可将空业务排在靠后端的位置；若
Figure BDA00028796937900001024
即该业务缓存位上有业务时，
Figure BDA0002879693790000111
随着时间递增，Tal随时间相应递减。
本实施例中，Ωa的监测周期
Figure BDA0002879693790000112
单次调度目标业务数量即为一次性调度的业务数量。在业务调度时，将业务缓存队列中的业务拥挤程度作为重要的考虑因素：当缓存非空业务数量满足关系
Figure BDA0002879693790000113
时，低于预设阈值，可认为当前缓存队列业务较为稀疏，于是一次性调度的业务数量不需要过多，令Ma＝1即可。当缓存非空业务数量满足关系
Figure BDA0002879693790000114
时，高于预设阈值，可认为此时缓存队列业务较为拥挤，易造成缓存队列中的业务溢出，导致业务的丢失。为了避免非空业务过于拥挤产生的后果，可提高一次性调度的业务数量，将更多的业务从缓存队列中一次性发送出去，减少业务的大规模积压。于是令
Figure BDA0002879693790000115
即根据缓存非空业务数量
Figure BDA0002879693790000116
进行动态调整一次性调度的业务数量Ma。本实施例中，
Figure BDA0002879693790000117
步骤4b)每台车辆Va按照
Figure BDA0002879693790000118
中业务的生存时间由小到大的顺序对Tal对应的Qal进行排序，并选取前Ma个业务，组成调度目标业务集
Figure BDA0002879693790000119
其中，Sam表示第m个调度目标业务。
为满足各缓存业务服务质量中的时延约束，将各缓存业务的动态变化的生存时间进行由小到大的排序，若遇到生存时间相同的情况，则采取随机排序策略对相同的生存时间进行排序；在调度时一次性选择排序结果中前Ma个生存时间对应的缓存业务，组成调度目标业务集
Figure BDA00028796937900001110
用以单次调度，显然
Figure BDA00028796937900001111
步骤4c)每台车辆Va通过队列监测设备Ωa获取调度目标业务集
Figure BDA00028796937900001112
的参数，包括服务质量字段指示的Sam的可容忍最大误包率
Figure BDA00028796937900001113
及Sam包含的数据量Dam。
业务的控制信息中，存在服务质量字段，对业务的可容忍最大误包率、包含的数据量、预留周期及资源重选计数值进行指示，这些指示信息可以通过队列监测设备进行获取。
除以上信息之外，对Sam资源预留周期
Figure BDA00028796937900001114
及Sam的资源重选计数值λam同时进行读取。
步骤5)每台车辆Va通过通信装置Ξa获取调度目标单子帧资源集
Figure BDA0002879693790000121
步骤5a)每台车辆Va通过Ξa记录感知窗口
Figure BDA0002879693790000122
内的感知单子帧资源集
Figure BDA0002879693790000123
其中，
Figure BDA0002879693790000124
表示(p,q)位置处大小为ΔtΔf的感知单子帧资源，
Figure BDA0002879693790000125
p∈[1,P]，q∈[1,Q]，
Figure BDA0002879693790000126
2≤Q≤Y，ta表示Va开始选择单子帧资源的时刻，
Figure BDA0002879693790000127
表示感知窗口时间，
Figure BDA0002879693790000128
参照图4，每台车辆Va在ta时刻选择资源时，需要提前
Figure BDA0002879693790000129
时间对资源池的占用情况进行感知，以便得知资源池的占用情况，避免自身选择资源时选择到已经被其它车辆占用或者预留的资源，以避免资源碰撞。
本实施例中，感知窗口
Figure BDA00028796937900001210
如果选择
Figure BDA00028796937900001211
会造成对过往资源的感知不足，增加资源碰撞概率，如果选择
Figure BDA00028796937900001212
虽然会提高对过往资源的感知，但是会消耗系统更多的感知与计算资源，会降低车辆的工作效率。
本实施例中，Q＝Y＝18，即车辆Va可以对资源池中全频段的资源进行感知。
步骤5b)每台车辆Va通过Ξa记录选择窗口
Figure BDA00028796937900001213
内的候选单子帧资源集
Figure BDA00028796937900001214
其中，
Figure BDA00028796937900001215
表示(u,v)位置处大小为ΔtΔf的候选单子帧资源，
Figure BDA00028796937900001216
u∈[1,U]，v∈[1,V]，
Figure BDA00028796937900001217
2≤Q＝V≤Y，
Figure BDA00028796937900001218
表示选择窗口内的候选单子帧资源的数量，
Figure BDA00028796937900001219
Figure BDA00028796937900001220
表示选择窗口时间，
Figure BDA00028796937900001221
参照图4，每台车辆Va在t时刻选择资源时，需要保持一个时间长度为
Figure BDA00028796937900001222
的选择窗口，选择窗口内的单子帧资源作为其可选的资源集合。
本实施例中，选择窗口
Figure BDA00028796937900001223
由于车联网中大多周期性业务的周期不超过100ms，于是选择窗口
Figure BDA00028796937900001224
取值100ms，可以较好地实现与业务的匹配。
本实施例中，V＝Q＝Y＝18，即车辆Va可以对资源池中全频段的资源进行选择。
步骤5c)每台车辆Va对
Figure BDA0002879693790000131
中承载的旁路链路控制信息进行解析，得到预留单子帧资源位置信息
Figure BDA0002879693790000132
并将
Figure BDA0002879693790000133
标记的位于选择窗口
Figure BDA0002879693790000134
中的预留单子帧资源集
Figure BDA0002879693790000135
中的预留单子帧资源从
Figure BDA0002879693790000136
去除，实现对
Figure BDA0002879693790000137
的更新。
参照图5，用以传输业务的若干单子帧资源中，均需传输相关的旁路链路控制信息，该信息中含有相关业务所占用的单子帧资源位置及提前预留的单子帧资源位置，该信息可以被其它车辆接受并解调，以避免其它车辆同时选中相同单子帧资源而造成资源冲突。图5中斜线阴影部分为业务占用的若干单子帧资源，灰色部分为旁路链路控制信息的资源占用情况。
参照图6，对A1、B1和B2相关的旁路链路控制信息进行解析，得到其指示的预留的单子帧资源A2、B3和B4，并将A2、B3和B4三个单子帧资源从候选单子帧资源集
Figure BDA0002879693790000138
中去除。
步骤5d)每台车辆Va测量
Figure BDA0002879693790000139
上相关信号接收功率γapq，并根据γapq和预设的相关信号接收功率阈值
Figure BDA00028796937900001310
判断
Figure BDA00028796937900001311
的占用情况，若
Figure BDA00028796937900001312
则表示感知单子帧资源
Figure BDA00028796937900001313
被占用，则将选择窗口
Figure BDA00028796937900001314
内的相关候选单子帧资源
Figure BDA00028796937900001315
从
Figure BDA00028796937900001316
去除，实现对
Figure BDA00028796937900001317
的更新，并执行步骤5e)，否则，执行步骤5e)。
步骤5e)每台车辆Va获取更新后的
Figure BDA00028796937900001318
中候选单子帧资源的数量
Figure BDA00028796937900001319
并判断
Figure BDA00028796937900001320
是否成立，若是，执行步骤5g)，否则，令
Figure BDA00028796937900001321
并执行步骤5d)。
参照图6，经过测量相关信号接收功率，单子帧资源C1及D1高于阈值，根据C1及D1的位置，获取与其相差100ms的整数倍的相关单子帧资源的位置，并将位于选择窗口内的相关单子帧资源从
Figure BDA00028796937900001322
去除，经过步骤5c)至步骤5e)，实现了对
Figure BDA00028796937900001323
的更新。
步骤5f)每台车辆Va计算候选单子帧资源
Figure BDA0002879693790000141
的接收信号强度指示
Figure BDA0002879693790000142
并按照由小到大的顺序对
Figure BDA0002879693790000143
个单子帧资源的接收信号强度指示进行排列，得到
Figure BDA0002879693790000144
其中，
Figure BDA0002879693790000145
表示
Figure BDA0002879693790000146
中第z个接收信号强度指示，
Figure BDA0002879693790000147
表示接收信号强度指示的采样数量，
Figure BDA0002879693790000148
B(ta+(u-1)Δt-100ψ)表示候选单子帧资源
Figure BDA0002879693790000149
在ta+(u-1)Δt-100ψ时刻的接收信号强度指示。
本实施例中，
Figure BDA00028796937900001410
由
Figure BDA00028796937900001411
计算得到。
步骤5g)每台车辆Va确定调度目标单子帧资源数量
Figure BDA00028796937900001412
在
Figure BDA00028796937900001413
中选取前
Figure BDA00028796937900001414
个接收信号强度指示
Figure BDA00028796937900001415
对应的
Figure BDA00028796937900001416
个调度目标单子帧资源集
Figure BDA00028796937900001417
其中，
Figure BDA00028796937900001418
表示比例系数，且
Figure BDA00028796937900001419
Figure BDA00028796937900001420
表示车辆Va的第
Figure BDA00028796937900001421
个调度目标单子帧资源，
Figure BDA00028796937900001422
表示车辆Va第
Figure BDA00028796937900001423
个调度目标单子帧资源的接收信号强度指示。
接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator，简称为RSSI)为单子帧资源上接收到的功率总和，包括目标服务信号、相邻信道干扰及系统内部噪声等，用以反映单子帧资源的质量。在车联网中，一般来说，RSSI越大，质量越差。接收信号。经过步骤5c)至步骤5e)，根据旁路链路控制信息和相关信号接收功率更新候选单子帧资源
Figure BDA00028796937900001424
后，选择质量较好的前
Figure BDA00028796937900001425
个单子帧资源，确定为调度目标单子帧资源
Figure BDA00028796937900001426
其中，
Figure BDA00028796937900001427
表示比例系数，用以规定调度目标单子帧资源数占选择窗口内的所有单子帧资源数的比重。本实施例中，
Figure BDA00028796937900001428
步骤6)每台车辆Va确定调度目标业务Sam的传输目标次数
Figure BDA00028796937900001429
每台车辆Va根据调度目标业务Sam的可容忍最大误包率
Figure BDA00028796937900001430
预设的误包率阈值
Figure BDA00028796937900001431
及调度目标单子帧资源数量
Figure BDA00028796937900001432
计算Sam的传输目标次数
Figure BDA00028796937900001433
Figure BDA0002879693790000151
Figure BDA0002879693790000152
其中，
Figure BDA0002879693790000153
表示计算中间变量，ρa表示缩放因数，且
Figure BDA0002879693790000154
Figure BDA0002879693790000155
表示比例系数，且
Figure BDA0002879693790000156
车联网对不同的业务有不同的可靠性要求，可靠性要求主要反应在可容忍的最大误包率上，例如，远程驾驶相关业务的可靠性要求为10-5，车辆组队相关业务可靠性要求为10-4，扩展传感部分相关业务的可靠性要求为10-2，一般来说，业务的可容忍最大误包率数值越低，该业务的可靠性要求越严格，对通信系统的要求越高。一般通过选择质量较好的通信资源或通过冗余传输，即分时多次或同时多份来满足业务的高可靠性要求。于是，在本发明中，为了进一步降低车联网的时延，采取同时多份发送的方式。根据业务的可容忍最大误包率数值，在某一误包率阈值
Figure BDA0002879693790000157
以下，通过对该数值进行取对数操作，将该数值转换为传输次数，采用同时占用多份时频资源传输相同业务的数据，并通过缩放因数ρa的缩放，实现可靠性与传输速率的匹配。当业务传输的可靠性提高了，就相应降低了分时多次重传的概率，降低了系统时延。除此之外，在步骤6)中，使用了中间变量
Figure BDA0002879693790000158
用它来约束调度目标业务的传输目标次数上限，一旦
Figure BDA0002879693790000159
超过选择窗口内候选单子帧资源数量的某一比例，即认为该调度目标业务使用了过多的时频资源，于是对其进行限制，以保证其它车辆可占用的时频资源的数量，保证整个系统的公平性。车联网中每台车辆均遵守该准则，也限制了资源池的拥挤程度。
本实施例中，
Figure BDA00028796937900001510
该值根据
Figure BDA00028796937900001511
折算而来；在
Figure BDA00028796937900001512
前提下，调度目标单子帧资源的数量为选择窗口内候选单子帧资源数量的30％，此时，若设置
Figure BDA00028796937900001513
过大，则导致约束力不够，系统的公平性和资源池的低占用率均无法得到有效保障；若设置
Figure BDA00028796937900001514
过小，则导致具有高可靠性要求的业务的传输次数受到了过分约束，虽然保证了系统的公平性和资源池的低占用率，但是无法保证某些重要业务的可靠性，无法降低系统的时延。
步骤7)每台车辆Va确定调度目标业务Sam单次传输所需的占用目标单子帧资源数量上限
Figure BDA0002879693790000161
步骤7a)每台车辆Va由通信装置Ξa的发射功率
Figure BDA0002879693790000162
及调度目标单子帧资源集
Figure BDA0002879693790000163
的接收信号强度指示
Figure BDA0002879693790000164
计算
Figure BDA0002879693790000165
中每个单子帧资源
Figure BDA0002879693790000166
的传输数据容量
Figure BDA0002879693790000167
Figure BDA0002879693790000168
将接收信号强度指示作为干扰和噪声的总和，于是
Figure BDA0002879693790000169
为单子帧资源
Figure BDA00028796937900001610
上的信噪比，由香农公式得，
Figure BDA00028796937900001611
上传输数据容量为
Figure BDA00028796937900001612
步骤7b)每台车辆Va确定根据
Figure BDA00028796937900001613
确定调度目标业务Sam单次传输所需的占用单子帧资源数量上限
Figure BDA00028796937900001614
Figure BDA00028796937900001615
由于
Figure BDA00028796937900001616
是接收信号强度指示排序结果中数值最大的元素，所以根据此计算的可传输的数据量为传输数据容量下限；于是可得调度目标业务Sam单次传输所需的单子帧资源数量上限为
Figure BDA00028796937900001617
步骤8)获取车联网中分布式资源调度结果：
步骤8a)每台车辆Va为调度目标业务集
Figure BDA00028796937900001618
在调度目标单子帧资源集
Figure BDA00028796937900001619
中选择包含
Figure BDA00028796937900001620
个单子帧资源的预占用目标单子帧资源集
Figure BDA00028796937900001621
其中Oak表示
Figure BDA00028796937900001622
中的第k个预占用目标单子帧资源。
每台车辆Va需要为每个调度目标业务Sam在调度目标单子帧资源集
Figure BDA0002879693790000171
中选定
Figure BDA0002879693790000172
个单子帧资源，其中，
Figure BDA0002879693790000173
表示Sam同时重复传输的次数，而
Figure BDA0002879693790000174
表示重复传输中每次传输时所需的占用目标单子帧资源数量上限。对于一次调度的Ma个调度目标业务，均采用此策略，形成整个调度目标业务集
Figure BDA0002879693790000175
的占用目标单子帧资源集
Figure BDA0002879693790000176
显然
Figure BDA0002879693790000177
步骤8b)每台车辆Va为调度目标业务Sam在
Figure BDA0002879693790000178
中随机选择
Figure BDA0002879693790000179
个单子帧资源，将
Figure BDA00028796937900001710
个预占用单子帧资源绑定成Sam的一个预占用单子帧资源组，将
Figure BDA00028796937900001711
个预占用单子帧资源组绑定成Sam的预占用单子帧资源组集。
参照图7，每台车辆Va在随机选择的
Figure BDA00028796937900001712
个单子帧资源中，将
Figure BDA00028796937900001713
个预占用单子帧资源绑定成Sam的一个预占用单子帧资源组，将用以发送Sam的数据，
Figure BDA00028796937900001714
个预占用单子帧资源组对Sam的数据重复发送
Figure BDA00028796937900001715
次，实现冗余传输。图7中调度目标业务集中的第一个调度目标业务的(预)占用单子帧资源组集中，有一个(预)占用单子帧资源组；调度目标业务集中的第二个调度目标业务的(预)占用单子帧资源组集中，有三个(预)占用单子帧资源组。
步骤8c)每台车辆Va对每个预占用单子帧资源组中的
Figure BDA00028796937900001716
个预占用单子帧资源的接收信号强度指示按照由小到大的顺序进行排列，得到排序结果
Figure BDA00028796937900001717
并根据
Figure BDA00028796937900001718
对应地更新预占用单子帧资源组内的单子帧资源的顺序，同时计算
Figure BDA00028796937900001719
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量
Figure BDA00028796937900001720
得到
Figure BDA00028796937900001721
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量的排序结果
Figure BDA00028796937900001722
其中，
Figure BDA00028796937900001723
表示
Figure BDA00028796937900001724
中的第j个接收信号强度指示，
Figure BDA00028796937900001725
表示
Figure BDA00028796937900001726
中的第j个传输数据容量；
步骤8d)每台车辆Va定义传输数据总量
Figure BDA00028796937900001727
及计数变量κa，并令
Figure BDA00028796937900001728
κa＝1；
步骤8e)每台车辆Va计算
Figure BDA0002879693790000181
并判断
Figure BDA0002879693790000182
是否成立，若是，将调度目标业务Sam的预占用单子帧资源组中的前κa个单子帧资源绑定为Sam的占用单子帧资源组，并以此为依据得到Sam更新后的占用单子帧资源组集，执行步骤8g)，否则，执行步骤8f)，其中，
Figure BDA0002879693790000183
表示
Figure BDA0002879693790000184
中的第κa个传输数据容量。
步骤8f)每台车辆Va令κa＝κa+1，并执行步骤8e)。
由于每个预占用单子帧资源组中的单子帧资源的数量上限
Figure BDA0002879693790000185
是根据集合中最差质量的单子帧资源，即传输数据容量最少的单子帧资源计算出来的，所以传输调度目标业务Sam所需的单子帧资源数目等于或者小于
Figure BDA0002879693790000186
于是，本发明中，根据接收信号强度指示排序，得到传输数据容量排序，将传输数据容量排序中的元素逐一相加，当满足前κa个传输数据容量之和大于Sam包含的数据量Dam时，则选取相应的前κa个单子帧资源绑定为Sam单次传输的占用单子帧资源组，并参照图7的对应关系，得到更新后的占用单子帧资源组集。图7中的(预)占用单子帧资源组集中，灰色部分为占用单子帧资源组中的占用单子帧资源，白色部分为排除掉的预占用单子帧资源。
步骤8g)每台车辆Va对调度目标业务集
Figure BDA0002879693790000187
中的每个调度目标业务Sam，通过通信装置Ξa占用
Figure BDA0002879693790000188
个Sam的占用单子帧资源组，将Sam的数据发送
Figure BDA0002879693790000189
次，实现车联网中的分布式资源调度。
步骤3)至步骤8)为每台车辆Va单次分布式资源调度的步骤，在单次资源调度后，每台车辆Va会根据半持续调度的思想，对资源进行周期性占用，并在一定的占用次数后，根据一定的概率对资源进行重新选择。每台车辆Va以步骤4c)中获取的Sam资源预留周期
Figure BDA00028796937900001810
为周期，对Sam的占用单子帧资源组集中指定的占用单子帧资源进行周期性占用，当占用次数达到Sam的资源重选计数值λam时，Va根据概率μa重新选择资源，根据概率(1-μa)继续占用原本选定的资源，重新选择资源过程与第一次选择资源的过程一致，其中μa为概率值，且μa∈(0,1)。
参照图8，t1时刻业务A的资源重选计数减为0，根据概率，业务A选择继续占用相关资源；t2时刻业务B的资源重选计数减为0，根据概率，业务B触发资源重选。

Claims (4)

1.一种车联网中分布式资源调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)构建车联网
Figure FDA00028796937800000125
和资源池
Figure FDA0002879693780000011
构建包括A台车辆的车联网
Figure FDA0002879693780000012
以及包括XY个单子帧资源的资源池
Figure FDA0002879693780000013
其中，A≥2，Va表示配备有实现蜂窝网通信的装置Ξa和队列监测设备Ωa的第a台车辆，Rxy表示(x,y)坐标处大小为ΔtΔf的单子帧资源，
Figure FDA0002879693780000014
x∈[1,X]，y∈[1,Y]，X≥2，Y≥2，
Figure FDA0002879693780000015
表示
Figure FDA0002879693780000016
的时间起点，
Figure FDA0002879693780000017
表示
Figure FDA0002879693780000018
的频率起点，Δt、Δf分别表示Rxy所占的时间长度及频率宽度；
(2)初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure FDA0002879693780000019
初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure FDA00028796937800000110
其中，Qal表示第l个业务缓存位缓存的业务，且
Figure FDA00028796937800000111
La表示
Figure FDA00028796937800000112
中业务缓存位缓存的业务数量，La≥2；
(3)每台车辆Va对业务缓存队列
Figure FDA00028796937800000113
进行更新：
每台车辆Va根据自身需求生成Ca个业务
Figure FDA00028796937800000114
并将εa缓存至业务缓存队列
Figure FDA00028796937800000115
的前Ca个空闲业务缓存位中，得到更新后的业务缓存队列
Figure FDA00028796937800000116
其中，Eac表示第c个业务，Qal表示Qal的更新结果；
(4)每台车辆Va确定调度目标业务集
Figure FDA00028796937800000117
及其参数：
(4a)每台车辆Va以
Figure FDA00028796937800000118
为队列监测设备Ωa的监测周期，通过Ωa读取
Figure FDA00028796937800000119
中的缓存非空业务数量
Figure FDA00028796937800000120
和Qal的可容忍最大时延
Figure FDA00028796937800000121
并通过
Figure FDA00028796937800000122
确定单次调度目标业务数量Ma，同时通过
Figure FDA00028796937800000123
和
Figure FDA00028796937800000124
计算Qal的生存时间Tal：
Figure FDA0002879693780000021
Figure FDA0002879693780000022
Figure FDA0002879693780000023
其中，
Figure FDA0002879693780000024
表示向下取整数，
Figure FDA0002879693780000025
表示缓存业务数量阈值，
Figure FDA0002879693780000026
Figure FDA0002879693780000027
及
Figure FDA0002879693780000028
表示比例系数，
Figure FDA0002879693780000029
Figure FDA00028796937800000210
表示业务Qal被Ωa监测过的次数；
(4b)每台车辆Va按照
Figure FDA00028796937800000211
中业务的生存时间由小到大的顺序对Tal对应的Qal进行排序，并选取前Ma个业务，组成调度目标业务集
Figure FDA00028796937800000212
其中，Sam表示第m个调度目标业务；
(4c)每台车辆Va通过队列监测设备Ωa获取调度目标业务集
Figure FDA00028796937800000213
的参数，包括服务质量字段指示的Sam的可容忍最大误包率
Figure FDA00028796937800000214
及Sam包含的数据量Dam；
(5)每台车辆Va通过通信装置Ξa获取调度目标单子帧资源集
Figure FDA00028796937800000215
(5a)每台车辆Va通过Ξa记录感知窗口
Figure FDA00028796937800000216
内的感知单子帧资源集
Figure FDA00028796937800000217
其中，
Figure FDA00028796937800000218
表示(p,q)位置处大小为ΔtΔf的感知单子帧资源，
Figure FDA00028796937800000219
p∈[1,P]，q∈[1,Q]，
Figure FDA00028796937800000220
2≤Q≤Y，ta表示Va开始选择单子帧资源的时刻，
Figure FDA00028796937800000221
表示感知窗口时间，
Figure FDA00028796937800000222
(5b)每台车辆Va通过Ξa记录选择窗口
Figure FDA00028796937800000223
内的候选单子帧资源集
Figure FDA00028796937800000224
其中，
Figure FDA00028796937800000225
表示(u,v)位置处大小为ΔtΔf的候选单子帧资源，
Figure FDA0002879693780000031
v∈[1,V]，
Figure FDA0002879693780000032
2≤Q＝V≤Y，
Figure FDA0002879693780000033
表示选择窗口内的候选单子帧资源的数量，
Figure FDA0002879693780000034
Figure FDA0002879693780000035
表示选择窗口时间，
Figure FDA0002879693780000036
(5c)每台车辆Va对
Figure FDA0002879693780000037
中承载的旁路链路控制信息进行解析，得到预留单子帧资源位置信息
Figure FDA0002879693780000038
并将
Figure FDA0002879693780000039
标记的位于选择窗口
Figure FDA00028796937800000310
中的预留单子帧资源集
Figure FDA00028796937800000311
中的预留单子帧资源从
Figure FDA00028796937800000312
去除，实现对
Figure FDA00028796937800000313
的更新；
(5d)每台车辆Va测量
Figure FDA00028796937800000314
上相关信号接收功率γapq，并根据γapq和预设的相关信号接收功率阈值
Figure FDA00028796937800000315
判断
Figure FDA00028796937800000316
的占用情况，若
Figure FDA00028796937800000317
则表示感知单子帧资源
Figure FDA00028796937800000318
被占用，则将选择窗口
Figure FDA00028796937800000319
内的相关候选单子帧资源
Figure FDA00028796937800000320
Figure FDA00028796937800000321
从
Figure FDA00028796937800000322
去除，实现对
Figure FDA00028796937800000323
的更新，并执行步骤(5e)，否则，执行步骤(5e)；
(5e)每台车辆Va获取更新后的
Figure FDA00028796937800000324
中候选单子帧资源的数量
Figure FDA00028796937800000325
并判断
Figure FDA00028796937800000326
是否成立，若是，执行步骤(5g)，否则，令
Figure FDA00028796937800000327
并执行步骤(5d)；
(5f)每台车辆Va计算候选单子帧资源
Figure FDA00028796937800000328
的接收信号强度指示Bauv，并按照由小到大的顺序对
Figure FDA00028796937800000329
个单子帧资源的接收信号强度指示进行排列，得到
Figure FDA00028796937800000330
其中，
Figure FDA00028796937800000331
表示
Figure FDA00028796937800000332
中第z个接收信号强度指示；
(5g)每台车辆Va确定调度目标单子帧资源数量
Figure FDA00028796937800000333
在
Figure FDA00028796937800000334
中选取前
Figure FDA00028796937800000335
个接收信号强度指示元素
Figure FDA00028796937800000336
对应的
Figure FDA00028796937800000337
个调度目标单子帧资源集
Figure FDA00028796937800000338
其中，
Figure FDA00028796937800000339
表示比例系数，且
Figure FDA00028796937800000340
Figure FDA00028796937800000341
表示车辆Va的第ι个调度目标单子帧资源，
Figure FDA00028796937800000342
表示车辆Va第ι个调度目标单子帧资源的接收信号强度指示；
(6)每台车辆Va确定调度目标业务Sam的传输目标次数
Figure FDA00028796937800000343
每台车辆Va根据调度目标业务Sam的可容忍最大误包率
Figure FDA0002879693780000041
预设的误包率阈值
Figure FDA0002879693780000042
及调度目标单子帧资源数量
Figure FDA0002879693780000043
计算Sam的传输目标次数
Figure FDA0002879693780000044
Figure FDA0002879693780000045
Figure FDA0002879693780000046
其中，
Figure FDA0002879693780000047
表示计算中间变量，ρa表示缩放因数，且
Figure FDA0002879693780000048
Figure FDA0002879693780000049
表示比例系数，且
Figure FDA00028796937800000410
(7)每台车辆Va确定调度目标业务Sam单次传输所需的占用目标单子帧资源数量上限
Figure FDA00028796937800000411
(7a)每台车辆Va由通信装置Ξa的发射功率
Figure FDA00028796937800000427
及调度目标单子帧资源集
Figure FDA00028796937800000412
的接收信号强度指示
Figure FDA00028796937800000413
计算
Figure FDA00028796937800000414
中每个单子帧资源
Figure FDA00028796937800000415
的传输数据容量
Figure FDA00028796937800000416
(7b)每台车辆Va根据
Figure FDA00028796937800000417
确定调度目标业务Sam单次传输所需的占用单子帧资源数量上限
Figure FDA00028796937800000418
Figure FDA00028796937800000419
(8)获取车联网中分布式资源调度结果：
(8a)每台车辆Va为调度目标业务集
Figure FDA00028796937800000420
在调度目标单子帧资源集
Figure FDA00028796937800000421
中选择包含
Figure FDA00028796937800000422
个单子帧资源的预占用目标单子帧资源集
Figure FDA00028796937800000423
其中Oak表示
Figure FDA00028796937800000424
中的第k个预占用目标单子帧资源；
(8b)每台车辆Va为调度目标业务Sam在
Figure FDA00028796937800000425
中随机选择
Figure FDA00028796937800000426
个单子帧资源，将
Figure FDA0002879693780000051
个预占用单子帧资源绑定成Sam的一个预占用单子帧资源组，将
Figure FDA0002879693780000052
个预占用单子帧资源组绑定成Sam的预占用单子帧资源组集；
(8c)每台车辆Va对每个预占用单子帧资源组中的
Figure FDA0002879693780000053
个预占用单子帧资源的接收信号强度指示按照由小到大的顺序进行排列，得到排序结果
Figure FDA0002879693780000054
并根据
Figure FDA0002879693780000055
对应地更新预占用单子帧资源组内的单子帧资源的顺序，同时计算
Figure FDA0002879693780000056
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量
Figure FDA0002879693780000057
得到
Figure FDA0002879693780000058
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量的排序结果
Figure FDA0002879693780000059
其中，
Figure FDA00028796937800000510
表示
Figure FDA00028796937800000511
中的第j个接收信号强度指示，
Figure FDA00028796937800000512
表示
Figure FDA00028796937800000513
中的第j个传输数据容量；
(8d)每台车辆Va定义传输数据总量
Figure FDA00028796937800000514
及计数变量κa，并令
Figure FDA00028796937800000515
κa＝1；
(8e)每台车辆Va计算
Figure FDA00028796937800000516
并判断
Figure FDA00028796937800000517
是否成立，若是，将调度目标业务Sam的预占用单子帧资源组中的前κa个单子帧资源绑定为Sam的占用单子帧资源组，并以此为依据得到Sam更新后的占用单子帧资源组集，执行步骤(8g)，否则，执行步骤(8f)，其中，
Figure FDA00028796937800000518
表示
Figure FDA00028796937800000519
中的第κa个传输数据容量；
(8f)每台车辆Va令κa＝κa+1，并执行步骤(8e)；
(8g)每台车辆Va对调度目标业务集
Figure FDA00028796937800000523
中的每个调度目标业务Sam，通过通信装置Ξa占用
Figure FDA00028796937800000520
个Sam的占用单子帧资源组，将Sam的数据发送
Figure FDA00028796937800000521
次，实现车联网中的分布式资源调度。
2.根据权利要求1所述的一种车联网中分布式资源调度方法，其特征在于，步骤(5f)中所述的每台车辆Va计算候选单子帧资源
Figure FDA00028796937800000522
的接收信号强度指示Bauv，计算公式为：
Figure FDA0002879693780000061
其中，
Figure FDA0002879693780000062
表示接收信号强度指示的采样数量，
Figure FDA0002879693780000063
B(ta+(u-1)Δt-100ψ)表示候选单子帧资源
Figure FDA0002879693780000064
在ta+(u-1)Δt-100ψ时刻的接收信号强度指示。
3.根据权利要求1所述的一种车联网中分布式资源调度方法，其特征在于，步骤(7a)中所述的计算
Figure FDA0002879693780000065
中每个单子帧资源
Figure FDA0002879693780000066
的传输数据容量
Figure FDA0002879693780000067
计算公式为：
Figure FDA0002879693780000068
4.根据权利要求1所述的一种车联网中分布式资源调度方法，其特征在于，步骤(8c)中所述的计算
Figure FDA0002879693780000069
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量
Figure FDA00028796937800000610
计算公式为：
Figure FDA00028796937800000611
CN202011628886.6A 2020-12-31 2020-12-31 一种车联网中分布式资源调度方法 Active CN112866947B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011628886.6A CN112866947B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种车联网中分布式资源调度方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011628886.6A CN112866947B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种车联网中分布式资源调度方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112866947A true CN112866947A (zh) 2021-05-28
CN112866947B CN112866947B (zh) 2022-04-19

Family

ID=75999655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011628886.6A Active CN112866947B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种车联网中分布式资源调度方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112866947B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113613213A (zh) * 2021-08-18 2021-11-05 西安电子科技大学 基于时隙负载均衡的车联网资源选择方法
CN113691957A (zh) * 2021-08-18 2021-11-23 西安电子科技大学 基于优化资源抢占的车联网资源选择方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106559877A (zh) * 2015-09-24 2017-04-05 中兴通讯股份有限公司 车联网业务的发送方法及装置、资源配置方法及装置
US20190098651A1 (en) * 2017-09-28 2019-03-28 Qualcomm Incorporated Enhancement of mac signaling for network-assisted v2x resource scheduling in pc5 multi-carrier operation
CN110831206A (zh) * 2019-11-08 2020-02-21 北京邮电大学 一种应用于车联异构网络的无线资源调度方法及装置
CN111225446A (zh) * 2020-01-17 2020-06-02 北京邮电大学 一种车与车通信的资源调配方法及装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106559877A (zh) * 2015-09-24 2017-04-05 中兴通讯股份有限公司 车联网业务的发送方法及装置、资源配置方法及装置
US20190098651A1 (en) * 2017-09-28 2019-03-28 Qualcomm Incorporated Enhancement of mac signaling for network-assisted v2x resource scheduling in pc5 multi-carrier operation
CN110831206A (zh) * 2019-11-08 2020-02-21 北京邮电大学 一种应用于车联异构网络的无线资源调度方法及装置
CN111225446A (zh) * 2020-01-17 2020-06-02 北京邮电大学 一种车与车通信的资源调配方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈冬梅: "边缘计算在5G 中的应用研究", 《软件与应用》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113613213A (zh) * 2021-08-18 2021-11-05 西安电子科技大学 基于时隙负载均衡的车联网资源选择方法
CN113691957A (zh) * 2021-08-18 2021-11-23 西安电子科技大学 基于优化资源抢占的车联网资源选择方法
CN113691957B (zh) * 2021-08-18 2023-09-08 西安电子科技大学 基于优化资源抢占的车联网资源选择方法
CN113613213B (zh) * 2021-08-18 2023-11-24 西安电子科技大学 基于时隙负载均衡的车联网资源选择方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112866947B (zh) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11659371B2 (en) Resource selection method in vehicle to everything communication and apparatus therefore
US7804805B2 (en) Apparatus and method for scheduling transmission of data packets in a multichannel wireless communication system
JP5442832B2 (ja) バックログ関連情報を伝達するための方法および装置
US8514703B2 (en) Scheduling of logical channels in a wireless communication system
CN110351687B (zh) V2v资源调配方法和装置
US7864778B2 (en) Apparatus and method of scheduling data packet in a communication system
CN101517992B (zh) 用于当调度数据传输时优化无线电资源利用的方法和设备
JP2002111733A (ja) 無線リソース割当方法及び通信装置
CN112866947B (zh) 一种车联网中分布式资源调度方法
CN107580340A (zh) 一种v2x网络中的资源调度方法
JP2015080249A (ja) 複数の辞書間で選択するための方法および装置
JP2008211759A (ja) 無線基地局装置
CN113194440B (zh) 车联网中传输资源的抢占方法
US8670419B2 (en) Methods and apparatus for intra-user quality of service uplink scheduling
WO2011072530A1 (zh) 无线通讯资源分配方法及装置
CN110831206A (zh) 一种应用于车联异构网络的无线资源调度方法及装置
CN113691957B (zh) 基于优化资源抢占的车联网资源选择方法
CN111526488B (zh) 发送、接收控制信息的方法及装置
KR101714503B1 (ko) 무선통신 시스템에서 스케줄링 방법 및 장치
CN114126095A (zh) 一种LoRa自组网的大数据分包通信方法
CN116132952A (zh) 一种基于深度强化学习的车联网区分优先级频谱分配方法
US20230056864A1 (en) System and method for reference signaling design and configuration
WO2018120663A1 (zh) 一种资源选择方法及终端
Jin et al. A Deep Reinforcement Learning-based Two-dimensional Resource Allocation Technique for V2I communications
CN104185288B (zh) 多用户调度方法以及基站

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant