CN112866947B - 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
CN112866947B
CN112866947B CN202011628886.6A CN202011628886A CN112866947B CN 112866947 B CN112866947 B CN 112866947B CN 202011628886 A CN202011628886 A CN 202011628886A CN 112866947 B CN112866947 B CN 112866947B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
resource
single subframe
service
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.)
Active
Application number
CN202011628886.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112866947A (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

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。5GNR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 GDA0003535849430000031
和资源池
Figure GDA0003535849430000032
构建包括A台车辆的车联网
Figure GDA0003535849430000033
以及包括XY个单子帧资源的资源池
Figure GDA0003535849430000034
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 GDA0003535849430000035
x∈[1,X]，y∈[1,Y]，X≥2，Y≥2，
Figure GDA0003535849430000036
表示
Figure GDA0003535849430000037
的时间起点，
Figure GDA0003535849430000038
表示
Figure GDA0003535849430000039
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 GDA00035358494300000310
初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure GDA00035358494300000311
其中，Qal表示第l个业务缓存位缓存的业务，且
Figure GDA00035358494300000312
La表示
Figure GDA00035358494300000313
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 GDA00035358494300000314
进行更新：
每台车辆Va根据自身需求生成Ca个业务
Figure GDA00035358494300000328
并将εa缓存至业务缓存队列
Figure GDA00035358494300000315
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 GDA00035358494300000316
其中，Eac表示第c个业务，
Figure GDA00035358494300000317
表示Qal的更新结果；
(4)每台车辆Va确定调度目标业务集
Figure GDA00035358494300000318
及其参数：
(4a)每台车辆Va以
Figure GDA00035358494300000319
为队列监测设备Ωa的监测周期，通过Ωa读取
Figure GDA00035358494300000320
中的缓存非空业务数量
Figure GDA00035358494300000321
和
Figure GDA00035358494300000322
的可容忍最大时延
Figure GDA00035358494300000323
并通过
Figure GDA00035358494300000324
确定单次调度目标业务数量Ma，同时通过
Figure GDA00035358494300000325
和
Figure GDA00035358494300000326
计算
Figure GDA00035358494300000327
的生存时间Tal：
Figure GDA0003535849430000041
Figure GDA0003535849430000042
Figure GDA0003535849430000043
其中，
Figure GDA0003535849430000044
表示向下取整数，
Figure GDA0003535849430000045
表示缓存业务数量阈值，
Figure GDA0003535849430000046
及
Figure GDA0003535849430000047
表示比例系数，
Figure GDA0003535849430000048
表示业务
Figure GDA0003535849430000049
被Ωa监测过的次数；
(4b)每台车辆Va按照
Figure GDA00035358494300000410
中业务的生存时间由小到大的顺序对Tal对应的
Figure GDA00035358494300000411
进行排序，并选取前Ma个业务，组成调度目标业务集
Figure GDA00035358494300000412
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 GDA00035358494300000413
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 GDA00035358494300000414
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 GDA00035358494300000415
(5a)每台车辆Va通过Ξa记录感知窗口
Figure GDA00035358494300000416
内的感知单子帧资源集
Figure GDA00035358494300000417
其中，
Figure GDA00035358494300000418
表示(p,q)位置处大小为ΔtΔf的感知单子帧资源，
Figure GDA00035358494300000419
p∈[1,P]，q∈[1,Q]，
Figure GDA00035358494300000420
2≤Q≤Y，ta表示Va开始选择单子帧资源的时刻，
Figure GDA00035358494300000421
表示感知窗口时间，
Figure GDA00035358494300000422
(5b)每台车辆Va通过Ξa记录选择窗口
Figure GDA00035358494300000423
内的候选单子帧资源集
Figure GDA00035358494300000424
其中，
Figure GDA00035358494300000425
表示(u,v)位置处大小为ΔtΔf的候选单子帧资源，
Figure GDA0003535849430000051
u∈[1,U]，v∈[1,V]，
Figure GDA0003535849430000052
2≤Q＝V≤Y，
Figure GDA0003535849430000053
表示选择窗口内的候选单子帧资源的数量，
Figure GDA0003535849430000054
表示选择窗口时间，
Figure GDA0003535849430000055
(5c)每台车辆Va对
Figure GDA0003535849430000056
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 GDA0003535849430000057
并将
Figure GDA0003535849430000058
标记的位于选择窗口
Figure GDA0003535849430000059
中的预留单子帧资源集
Figure GDA00035358494300000510
中的预留单子帧资源从
Figure GDA00035358494300000511
去除，实现对
Figure GDA00035358494300000512
的更新；
(5d)每台车辆Va测量
Figure GDA00035358494300000513
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 GDA00035358494300000514
判断
Figure GDA00035358494300000515
的占用情况，若
Figure GDA00035358494300000516
则表示感知单子帧资源
Figure GDA00035358494300000517
被占用，则将选择窗口
Figure GDA00035358494300000518
内的相关候选单子帧资源
Figure GDA00035358494300000519
从
Figure GDA00035358494300000520
去除，实现对
Figure GDA00035358494300000521
的更新，得到更新后的候选单子帧资源集
Figure GDA00035358494300000522
并执行步骤(5e)，否则，将
Figure GDA00035358494300000523
作为更新后的候选单子帧资源集
Figure GDA00035358494300000524
并执行步骤(5e)；
(5e)每台车辆Va获取更新后的
Figure GDA00035358494300000525
中候选单子帧资源的数量
Figure GDA00035358494300000526
并判断
Figure GDA00035358494300000527
是否成立，若是，执行步骤(5g)，否则，令
Figure GDA00035358494300000528
并执行步骤(5d)；
(5f)每台车辆Va计算候选单子帧资源
Figure GDA00035358494300000529
的接收信号强度指示Bauv，并按照由小到大的顺序对
Figure GDA00035358494300000530
个单子帧资源的接收信号强度指示进行排列，得到
Figure GDA00035358494300000531
其中，
Figure GDA00035358494300000532
表示
Figure GDA00035358494300000533
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 GDA00035358494300000534
在
Figure GDA00035358494300000535
中选取前
Figure GDA00035358494300000536
个接收信号强度指示
Figure GDA00035358494300000537
对应的
Figure GDA00035358494300000538
个调度目标单子帧资源集
Figure GDA00035358494300000539
其中，
Figure GDA00035358494300000540
表示比例系数，且
Figure GDA0003535849430000061
表示车辆Va的第ι个调度目标单子帧资源，
Figure GDA0003535849430000062
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 GDA0003535849430000063
每台车辆Va根据调度目标业务Sam的可容忍最大误包率
Figure GDA0003535849430000064
预设的误包率阈值
Figure GDA0003535849430000065
及调度目标单子帧资源数量
Figure GDA0003535849430000066
计算Sam的传输目标次数
Figure GDA0003535849430000067
Figure GDA0003535849430000068
Figure GDA0003535849430000069
其中，
Figure GDA00035358494300000610
表示计算中间变量，ρa表示缩放因数，且
Figure GDA00035358494300000611
表示比例系数，且
Figure GDA00035358494300000612
(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 GDA00035358494300000613
(7a)每台车辆Va由通信装置Ξa的发射功率
Figure GDA00035358494300000614
及调度目标单子帧资源集
Figure GDA00035358494300000615
的接收信号强度指示
Figure GDA00035358494300000616
计算
Figure GDA00035358494300000617
中每个单子帧资源
Figure GDA00035358494300000618
的传输数据容量
Figure GDA00035358494300000619
(7b)每台车辆Va根据
Figure GDA00035358494300000620
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 GDA00035358494300000621
Figure GDA00035358494300000622
(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 GDA00035358494300000623
在调度目标单子帧资源集
Figure GDA00035358494300000624
中选择包含
Figure GDA00035358494300000625
个单子帧资源的预占用目标单子帧资源集
Figure GDA0003535849430000071
其中Oak表示
Figure GDA0003535849430000072
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 GDA0003535849430000073
中随机选择
Figure GDA0003535849430000074
个单子帧资源，将
Figure GDA0003535849430000075
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 GDA0003535849430000076
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 GDA0003535849430000077
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 GDA0003535849430000078
并根据
Figure GDA0003535849430000079
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 GDA00035358494300000710
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量
Figure GDA00035358494300000711
得到
Figure GDA00035358494300000712
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量的排序结果
Figure GDA00035358494300000713
其中，
Figure GDA00035358494300000714
表示
Figure GDA00035358494300000715
中的第j个接收信号强度指示，
Figure GDA00035358494300000716
表示
Figure GDA00035358494300000717
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 GDA00035358494300000718
及计数变量κa，并令
Figure GDA00035358494300000719
κa＝1；
(8e)每台车辆Va计算
Figure GDA00035358494300000720
并判断
Figure GDA00035358494300000721
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 GDA00035358494300000722
表示
Figure GDA00035358494300000723
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 GDA00035358494300000724
中的每个调度目标业务Sam，通过通信装置Ξa占用
Figure GDA00035358494300000725
个Sam的占用单子帧资源组，将Sam的数据发送
Figure GDA00035358494300000726
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 GDA0003535849430000081
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 GDA0003535849430000082
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 GDA0003535849430000083
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 GDA0003535849430000091
和资源池
Figure GDA0003535849430000092
构建包括A台车辆的车联网
Figure GDA0003535849430000093
以及包括XY个单子帧资源的资源池
Figure GDA0003535849430000094
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 GDA0003535849430000095
x∈[1,X]，y∈[1,Y]，X≥2，Y≥2，
Figure GDA0003535849430000096
表示
Figure GDA0003535849430000097
的时间起点，
Figure GDA0003535849430000098
表示
Figure GDA0003535849430000099
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 GDA00035358494300000910
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 GDA00035358494300000911
的时间起点位于图中最左端，
Figure GDA00035358494300000912
的频率起点位于图中最下端，资源池
Figure GDA00035358494300000913
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 GDA00035358494300000914
编号为R93的单子帧资源表示为
Figure GDA00035358494300000915
本实施例中，Δt＝1ms，Δf＝15kHz，X大小不作限定，Y＝12，可得车联网
Figure GDA00035358494300000916
的资源池
Figure GDA00035358494300000917
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 GDA00035358494300000918
初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure GDA00035358494300000919
其中，Qal表示第l个业务缓存位缓存的业务，且
Figure GDA00035358494300000920
La表示
Figure GDA00035358494300000921
中业务缓存位缓存的业务数量，La≥2。
Figure GDA00035358494300000922
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 GDA00035358494300000923
于是可得
Figure GDA00035358494300000924
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 GDA00035358494300000925
进行更新：
每台车辆Va根据自身需求生成Ca个业务
Figure GDA00035358494300000926
并将εa缓存至业务缓存队列
Figure GDA0003535849430000101
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 GDA0003535849430000102
其中，Eac表示第c个业务，
Figure GDA0003535849430000103
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 GDA0003535849430000104
存放在
Figure GDA0003535849430000105
前Ca个空闲业务缓存位中，得到更新后的
Figure GDA0003535849430000106
步骤4)每台车辆Va确定调度目标业务集
Figure GDA0003535849430000107
及其参数：
步骤4a)每台车辆Va以
Figure GDA0003535849430000108
为队列监测设备Ωa的监测周期，通过Ωa读取
Figure GDA0003535849430000109
中的缓存非空业务数量
Figure GDA00035358494300001010
和
Figure GDA00035358494300001011
的可容忍最大时延
Figure GDA00035358494300001012
并通过
Figure GDA00035358494300001013
确定单次调度目标业务数量Ma，同时通过
Figure GDA00035358494300001014
和
Figure GDA00035358494300001015
计算
Figure GDA00035358494300001016
的生存时间Tal：
Figure GDA00035358494300001017
Figure GDA00035358494300001018
Figure GDA00035358494300001019
其中，
Figure GDA00035358494300001020
表示向下取整数，
Figure GDA00035358494300001021
表示缓存业务数量阈值，
Figure GDA00035358494300001022
及
Figure GDA00035358494300001023
表示比例系数，
Figure GDA00035358494300001024
表示业务
Figure GDA00035358494300001025
被Ωa监测过的次数。
若
Figure GDA0003535849430000111
即该业务缓存位上没有业务时，初始化业务
Figure GDA0003535849430000112
被Ωa监测过的次数
Figure GDA0003535849430000113
为0，并设
Figure GDA0003535849430000114
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 GDA0003535849430000115
即该业务缓存位上有业务时，
Figure GDA0003535849430000116
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 GDA0003535849430000117
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 GDA0003535849430000118
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 GDA0003535849430000119
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 GDA00035358494300001110
即根据缓存非空业务数量
Figure GDA00035358494300001111
进行动态调整一次性调度的业务数量Ma。本实施例中，
Figure GDA00035358494300001112
步骤4b)每台车辆Va按照
Figure GDA00035358494300001113
中业务的生存时间由小到大的顺序对Tal对应的
Figure GDA00035358494300001114
进行排序，并选取前Ma个业务，组成调度目标业务集
Figure GDA00035358494300001115
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 GDA00035358494300001116
用以单次调度，显然
Figure GDA00035358494300001117
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 GDA00035358494300001118
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 GDA00035358494300001119
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 GDA0003535849430000121
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 GDA0003535849430000122
步骤5a)每台车辆Va通过Ξa记录感知窗口
Figure GDA0003535849430000123
内的感知单子帧资源集
Figure GDA0003535849430000124
其中，
Figure GDA0003535849430000125
表示(p,q)位置处大小为ΔtΔf的感知单子帧资源，
Figure GDA0003535849430000126
p∈[1,P]，q∈[1,Q]，
Figure GDA0003535849430000127
2≤Q≤Y，ta表示Va开始选择单子帧资源的时刻，
Figure GDA0003535849430000128
表示感知窗口时间，
Figure GDA0003535849430000129
参照图4，每台车辆Va在ta时刻选择资源时，需要提前
Figure GDA00035358494300001210
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 GDA00035358494300001211
如果选择
Figure GDA00035358494300001212
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 GDA00035358494300001213
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 GDA00035358494300001214
内的候选单子帧资源集
Figure GDA00035358494300001215
其中，
Figure GDA00035358494300001216
表示(u,v)位置处大小为ΔtΔf的候选单子帧资源，
Figure GDA00035358494300001217
u∈[1,U]，v∈[1,V]，
Figure GDA00035358494300001218
2≤Q＝V≤Y，
Figure GDA00035358494300001219
表示选择窗口内的候选单子帧资源的数量，
Figure GDA00035358494300001220
表示选择窗口时间，
Figure GDA00035358494300001221
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Wθ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 GDA0003535849430000131
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 GDA0003535849430000132
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 GDA0003535849430000133
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 GDA0003535849430000134
并将
Figure GDA0003535849430000135
标记的位于选择窗口
Figure GDA0003535849430000136
中的预留单子帧资源集
Figure GDA0003535849430000137
中的预留单子帧资源从
Figure GDA0003535849430000138
去除，实现对
Figure GDA0003535849430000139
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 GDA00035358494300001310
中去除。
步骤5d)每台车辆Va测量
Figure GDA00035358494300001311
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 GDA00035358494300001312
判断
Figure GDA00035358494300001313
的占用情况，若
Figure GDA00035358494300001314
则表示感知单子帧资源
Figure GDA00035358494300001315
被占用，则将选择窗口
Figure GDA00035358494300001316
内的相关候选单子帧资源
Figure GDA00035358494300001317
从
Figure GDA00035358494300001318
去除，实现对
Figure GDA00035358494300001319
的更新，得到更新后的候选单子帧资源集
Figure GDA00035358494300001320
并执行步骤5e)，否则，将
Figure GDA00035358494300001321
作为更新后的候选单子帧资源集
Figure GDA00035358494300001322
并执行步骤5e)。
步骤5e)每台车辆Va获取更新后的
Figure GDA00035358494300001323
中候选单子帧资源的数量
Figure GDA00035358494300001324
并判断
Figure GDA0003535849430000141
是否成立，若是，执行步骤5g)，否则，令
Figure GDA0003535849430000142
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 GDA0003535849430000143
去除，经过步骤5c)至步骤5e)，实现了对
Figure GDA0003535849430000144
的更新。
步骤5f)每台车辆Va计算候选单子帧资源
Figure GDA0003535849430000145
的接收信号强度指示
Figure GDA0003535849430000146
并按照由小到大的顺序对
Figure GDA0003535849430000147
个单子帧资源的接收信号强度指示进行排列，得到
Figure GDA0003535849430000148
其中，
Figure GDA0003535849430000149
表示
Figure GDA00035358494300001410
中第z个接收信号强度指示，
Figure GDA00035358494300001411
表示接收信号强度指示的采样数量，
Figure GDA00035358494300001412
B(ta+(u-1)Δt-100ψ)表示候选单子帧资源
Figure GDA00035358494300001413
在ta+(u-1)Δt-100ψ时刻的接收信号强度指示。
本实施例中，
Figure GDA00035358494300001414
由
Figure GDA00035358494300001415
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 GDA00035358494300001416
在
Figure GDA00035358494300001417
中选取前
Figure GDA00035358494300001418
个接收信号强度指示
Figure GDA00035358494300001419
对应的
Figure GDA00035358494300001420
个调度目标单子帧资源集
Figure GDA00035358494300001421
其中，
Figure GDA00035358494300001422
表示比例系数，且
Figure GDA00035358494300001423
表示车辆Va的第ι个调度目标单子帧资源，
Figure GDA00035358494300001424
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。
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 GDA00035358494300001425
后，选择质量较好的前
Figure GDA00035358494300001426
个单子帧资源，确定为调度目标单子帧资源
Figure GDA0003535849430000151
其中，
Figure GDA0003535849430000152
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 GDA0003535849430000153
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 GDA0003535849430000154
每台车辆Va根据调度目标业务Sam的可容忍最大误包率
Figure GDA0003535849430000155
预设的误包率阈值
Figure GDA0003535849430000156
及调度目标单子帧资源数量
Figure GDA0003535849430000157
计算Sam的传输目标次数
Figure GDA0003535849430000158
Figure GDA0003535849430000159
Figure GDA00035358494300001510
其中，
Figure GDA00035358494300001511
表示计算中间变量，ρa表示缩放因数，且
Figure GDA00035358494300001512
表示比例系数，且
Figure GDA00035358494300001513
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 GDA00035358494300001514
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 GDA00035358494300001515
用它来约束调度目标业务的传输目标次数上限，一旦
Figure GDA00035358494300001516
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 GDA0003535849430000161
该值根据
Figure GDA0003535849430000162
折算而来；在
Figure GDA0003535849430000163
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 GDA0003535849430000164
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 GDA0003535849430000165
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 GDA0003535849430000166
步骤7a)每台车辆Va由通信装置Ξa的发射功率
Figure GDA0003535849430000167
及调度目标单子帧资源集
Figure GDA0003535849430000168
的接收信号强度指示
Figure GDA0003535849430000169
计算
Figure GDA00035358494300001610
中每个单子帧资源
Figure GDA00035358494300001611
的传输数据容量
Figure GDA00035358494300001612
Figure GDA00035358494300001613
将接收信号强度指示作为干扰和噪声的总和，于是
Figure GDA00035358494300001614
为单子帧资源
Figure GDA00035358494300001615
上的信噪比，由香农公式得，
Figure GDA00035358494300001616
上传输数据容量为
Figure GDA00035358494300001617
步骤7b)每台车辆Va确定根据
Figure GDA00035358494300001618
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 GDA00035358494300001619
Figure GDA00035358494300001620
由于
Figure GDA00035358494300001621
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 GDA00035358494300001622
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 GDA0003535849430000171
在调度目标单子帧资源集
Figure GDA0003535849430000172
中选择包含
Figure GDA0003535849430000173
个单子帧资源的预占用目标单子帧资源集
Figure GDA0003535849430000174
其中Oak表示
Figure GDA0003535849430000175
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 GDA0003535849430000176
中选定
Figure GDA0003535849430000177
个单子帧资源，其中，
Figure GDA0003535849430000178
表示Sam同时重复传输的次数，而
Figure GDA0003535849430000179
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 GDA00035358494300001710
的占用目标单子帧资源集
Figure GDA00035358494300001711
显然
Figure GDA00035358494300001712
步骤8b)每台车辆Va为调度目标业务Sam在
Figure GDA00035358494300001713
中随机选择
Figure GDA00035358494300001714
个单子帧资源，将
Figure GDA00035358494300001715
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 GDA00035358494300001716
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 GDA00035358494300001717
个单子帧资源中，将
Figure GDA00035358494300001718
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 GDA00035358494300001719
个预占用单子帧资源组对Sam的数据重复发送
Figure GDA00035358494300001720
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 GDA00035358494300001721
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 GDA00035358494300001722
并根据
Figure GDA00035358494300001723
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 GDA00035358494300001724
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量
Figure GDA00035358494300001725
得到
Figure GDA00035358494300001726
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量的排序结果
Figure GDA0003535849430000181
其中，
Figure GDA0003535849430000182
表示
Figure GDA0003535849430000183
中的第j个接收信号强度指示，
Figure GDA0003535849430000184
表示
Figure GDA0003535849430000185
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 GDA0003535849430000186
及计数变量κa，并令
Figure GDA0003535849430000187
κa＝1；
步骤8e)每台车辆Va计算
Figure GDA0003535849430000188
并判断
Figure GDA0003535849430000189
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 GDA00035358494300001810
表示
Figure GDA00035358494300001811
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 GDA00035358494300001812
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 GDA00035358494300001813
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 GDA00035358494300001814
中的每个调度目标业务Sam，通过通信装置Ξa占用
Figure GDA00035358494300001815
个Sam的占用单子帧资源组，将Sam的数据发送
Figure GDA00035358494300001816
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 GDA0003535849430000191
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 FDA0003535849420000011
和资源池
Figure FDA0003535849420000012
构建包括A台车辆的车联网
Figure FDA0003535849420000013
以及包括XY个单子帧资源的资源池
Figure FDA0003535849420000014
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 FDA0003535849420000015
x∈[1,X]，y∈[1,Y]，X≥2，Y≥2，
Figure FDA0003535849420000016
表示
Figure FDA0003535849420000017
的时间起点，
Figure FDA0003535849420000018
表示
Figure FDA0003535849420000019
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 FDA00035358494200000110
初始化每台车辆Va的业务缓存队列
Figure FDA00035358494200000111
其中，Qal表示第l个业务缓存位缓存的业务，且
Figure FDA00035358494200000112
La表示
Figure FDA00035358494200000113
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 FDA00035358494200000114
进行更新：
每台车辆Va根据自身需求生成Ca个业务
Figure FDA00035358494200000115
并将εa缓存至业务缓存队列
Figure FDA00035358494200000116
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 FDA00035358494200000117
其中，Eac表示第c个业务，
Figure FDA00035358494200000118
表示Qal的更新结果；
(4)每台车辆Va确定调度目标业务集
Figure FDA00035358494200000119
及其参数：
(4a)每台车辆Va以
Figure FDA00035358494200000120
为队列监测设备Ωa的监测周期，通过Ωa读取
Figure FDA00035358494200000121
中的缓存非空业务数量
Figure FDA00035358494200000122
和
Figure FDA00035358494200000123
的可容忍最大时延
Figure FDA00035358494200000124
并通过
Figure FDA00035358494200000125
确定单次调度目标业务数量Ma，同时通过
Figure FDA00035358494200000126
和
Figure FDA00035358494200000127
计算
Figure FDA00035358494200000128
的生存时间Tal：
Figure FDA0003535849420000021
Figure FDA0003535849420000022
Figure FDA0003535849420000023
其中，
Figure FDA0003535849420000024
表示向下取整数，
Figure FDA0003535849420000025
表示缓存业务数量阈值，
Figure FDA0003535849420000026
及
Figure FDA0003535849420000027
表示比例系数，
Figure FDA0003535849420000028
Figure FDA0003535849420000029
表示业务
Figure FDA00035358494200000210
被Ωa监测过的次数；
(4b)每台车辆Va按照
Figure FDA00035358494200000211
中业务的生存时间由小到大的顺序对Tal对应的
Figure FDA00035358494200000212
进行排序，并选取前Ma个业务，组成调度目标业务集
Figure FDA00035358494200000213
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 FDA00035358494200000214
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 FDA00035358494200000215
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 FDA00035358494200000216
(5a)每台车辆Va通过Ξa记录感知窗口
Figure FDA00035358494200000217
内的感知单子帧资源集
Figure FDA00035358494200000218
其中，
Figure FDA00035358494200000219
表示(p,q)位置处大小为ΔtΔf的感知单子帧资源，
Figure FDA00035358494200000220
p∈[1,P]，q∈[1,Q]，
Figure FDA00035358494200000221
2≤Q≤Y，ta表示Va开始选择单子帧资源的时刻，
Figure FDA00035358494200000222
表示感知窗口时间，
Figure FDA00035358494200000223
(5b)每台车辆Va通过Ξa记录选择窗口
Figure FDA00035358494200000224
内的候选单子帧资源集
Figure FDA00035358494200000225
其中，
Figure FDA00035358494200000226
表示(u,v)位置处大小为ΔtΔf的候选单子帧资源，
Figure FDA0003535849420000031
u∈[1,U]，v∈[1,V]，
Figure FDA0003535849420000032
2≤Q＝V≤Y，
Figure FDA0003535849420000033
表示选择窗口内的候选单子帧资源的数量，
Figure FDA0003535849420000034
Figure FDA0003535849420000035
表示选择窗口时间，
Figure FDA0003535849420000036
(5c)每台车辆Va对
Figure FDA0003535849420000037
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 FDA0003535849420000038
并将
Figure FDA0003535849420000039
标记的位于选择窗口
Figure FDA00035358494200000310
中的预留单子帧资源集
Figure FDA00035358494200000311
中的预留单子帧资源从
Figure FDA00035358494200000312
去除，实现对
Figure FDA00035358494200000313
的更新；
(5d)每台车辆Va测量
Figure FDA00035358494200000314
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 FDA00035358494200000315
判断
Figure FDA00035358494200000316
的占用情况，若
Figure FDA00035358494200000317
则表示感知单子帧资源
Figure FDA00035358494200000318
被占用，则将选择窗口
Figure FDA00035358494200000319
内的相关候选单子帧资源
Figure FDA00035358494200000320
从
Figure FDA00035358494200000321
去除，实现对
Figure FDA00035358494200000322
的更新，得到更新后的候选单子帧资源集
Figure FDA00035358494200000323
并执行步骤(5e)，否则，将
Figure FDA00035358494200000324
作为更新后的候选单子帧资源集
Figure FDA00035358494200000325
并执行步骤(5e)；
(5e)每台车辆Va获取更新后的
Figure FDA00035358494200000326
中候选单子帧资源的数量
Figure FDA00035358494200000327
并判断
Figure FDA00035358494200000328
是否成立，若是，执行步骤(5g)，否则，令
Figure FDA00035358494200000329
并执行步骤(5d)；
(5f)每台车辆Va计算候选单子帧资源
Figure FDA00035358494200000330
的接收信号强度指示Bauv，并按照由小到大的顺序对
Figure FDA00035358494200000331
个单子帧资源的接收信号强度指示进行排列，得到
Figure FDA00035358494200000332
其中，
Figure FDA00035358494200000333
表示
Figure FDA00035358494200000334
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 FDA00035358494200000335
在
Figure FDA00035358494200000336
中选取前
Figure FDA00035358494200000337
个接收信号强度指示元素
Figure FDA00035358494200000338
对应的
Figure FDA00035358494200000339
个调度目标单子帧资源集
Figure FDA00035358494200000340
其中，
Figure FDA00035358494200000341
表示比例系数，且
Figure FDA00035358494200000342
Figure FDA00035358494200000343
表示车辆Va的第ι个调度目标单子帧资源，
Figure FDA00035358494200000344
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 FDA0003535849420000041
每台车辆Va根据调度目标业务Sam的可容忍最大误包率
Figure FDA0003535849420000042
预设的误包率阈值
Figure FDA0003535849420000043
及调度目标单子帧资源数量
Figure FDA0003535849420000044
计算Sam的传输目标次数
Figure FDA0003535849420000045
Figure FDA0003535849420000046
Figure FDA0003535849420000047
其中，
Figure FDA0003535849420000048
表示计算中间变量，ρa表示缩放因数，且
Figure FDA0003535849420000049
Figure FDA00035358494200000410
表示比例系数，且
Figure FDA00035358494200000411
(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 FDA00035358494200000412
(7a)每台车辆Va由通信装置Ξa的发射功率
Figure FDA00035358494200000413
及调度目标单子帧资源集
Figure FDA00035358494200000414
的接收信号强度指示
Figure FDA00035358494200000415
计算
Figure FDA00035358494200000416
中每个单子帧资源
Figure FDA00035358494200000417
的传输数据容量
Figure FDA00035358494200000418
(7b)每台车辆Va根据
Figure FDA00035358494200000419
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 FDA00035358494200000420
Figure FDA00035358494200000421
(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 FDA00035358494200000422
在调度目标单子帧资源集
Figure FDA00035358494200000423
中选择包含
Figure FDA00035358494200000424
个单子帧资源的预占用目标单子帧资源集
Figure FDA00035358494200000425
其中Oak表示
Figure FDA00035358494200000426
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 FDA0003535849420000051
中随机选择
Figure FDA0003535849420000052
个单子帧资源，将
Figure FDA0003535849420000053
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 FDA0003535849420000054
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 FDA0003535849420000055
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 FDA0003535849420000056
并根据
Figure FDA0003535849420000057
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 FDA0003535849420000058
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量
Figure FDA0003535849420000059
得到
Figure FDA00035358494200000510
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量的排序结果
Figure FDA00035358494200000511
其中，
Figure FDA00035358494200000512
表示
Figure FDA00035358494200000513
中的第j个接收信号强度指示，
Figure FDA00035358494200000514
表示
Figure FDA00035358494200000515
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 FDA00035358494200000516
及计数变量κa，并令
Figure FDA00035358494200000517
κa＝1；
(8e)每台车辆Va计算
Figure FDA00035358494200000518
并判断
Figure FDA00035358494200000519
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 FDA00035358494200000520
表示
Figure FDA00035358494200000521
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 FDA00035358494200000522
中的每个调度目标业务Sam，通过通信装置Ξa占用
Figure FDA00035358494200000523
个Sam的占用单子帧资源组，将Sam的数据发送
Figure FDA00035358494200000524
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 FDA00035358494200000525
的接收信号强度指示Bauv，计算公式为：
Figure FDA0003535849420000061
其中，
Figure FDA0003535849420000062
表示接收信号强度指示的采样数量，
Figure FDA0003535849420000063
B(ta+(u-1)Δt-100ψ)表示候选单子帧资源
Figure FDA0003535849420000064
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 FDA0003535849420000065
中每个单子帧资源
Figure FDA0003535849420000066
的传输数据容量
Figure FDA0003535849420000067
计算公式为：
Figure FDA0003535849420000068
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 FDA0003535849420000069
对应的预占用单子帧资源的传输数据容量
Figure FDA00035358494200000610
计算公式为：
Figure FDA00035358494200000611
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 CN112866947A (zh) 2021-05-28
CN112866947B true 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)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106559877B (zh) * 2015-09-24 2019-02-26 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
US11019625B2 (en) * 2017-09-28 2021-05-25 Qualcomm Incorporated Enhancement of MAC signaling for network-assisted V2X resource scheduling in PC5 multi-carrier operation
CN111225446B (zh) * 2020-01-17 2022-04-26 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 (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Also Published As

Publication number Publication date
CN112866947A (zh) 2021-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11659371B2 (en) Resource selection method in vehicle to everything communication and apparatus therefore
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
EP1739902B1 (en) Apparatus and method for scheduling transmission of data packets in a multichannel wireless communication system
TWI451779B (zh) 在複數個字典間做選擇之方法及裝置
US8514703B2 (en) Scheduling of logical channels in a wireless communication system
EP1873979B1 (en) Apparatus and method of scheduling data packet in a communication system
US8311002B2 (en) Scheduling of users on a shared radio resource using a combination of link quality and traffic information
CN112866947B (zh) 一种车联网中分布式资源调度方法
JP2002111733A (ja) 無線リソース割当方法及び通信装置
CN110351687B (zh) V2v资源调配方法和装置
CN113194440B (zh) 车联网中传输资源的抢占方法
CN112637911A (zh) 一种5G系统中eMMB和urllc并存时资源分配方法及系统
WO2011072530A1 (zh) 无线通讯资源分配方法及装置
CN113691957B (zh) 基于优化资源抢占的车联网资源选择方法
CN114126095A (zh) 一种LoRa自组网的大数据分包通信方法
CN111526488B (zh) 发送、接收控制信息的方法及装置
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
CN113613213B (zh) 基于时隙负载均衡的车联网资源选择方法
CN115589609A (zh) 用于无线通信系统的电子设备、方法和存储介质
CN115038126A (zh) 一种通信方法及设备
KR100506018B1 (ko) 우선순위를 결정하여 패킷을 전송하는 방법 및 그프로그램을 기록한 컴퓨터가 읽기 가능한 기록 매체
WO2023242918A1 (ja) 無線通信システム、無線通信方法及び無線通信装置

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