CN113473529A - 一种拥塞控制方法及车载终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种拥塞控制方法及车载终端，所述方法包括：获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况；根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞；若存在，则降低自身发射功率，并向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使所述其他车载终端接收到所述群体功率控制消息后降低各自的发射功率。该方法及车载终端能够解决相关技术中当区域内聚集大量车载终端时，未获得无线资源的车载终端因存在始终找不到满足自己发送基本安全信息所需的无线资源块，从而容易导致交通安全的问题。

Description

一种拥塞控制方法及车载终端
技术领域
本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种拥塞控制方法及车载终端。
背景技术
目前，国家无委已分配5905～5925MHz频段共计20MHz带宽用于V2X(Vehicle toEverything，车联网)直连通信，包括车载终端之间以及车与路侧设备之间的无线通信链路，带宽资源有限。在没有运营商基站覆盖的情况下，V2X直连通信的无线资源分配基于“感知+预留”方式，每个终端依据自身感知到的无线资源使用情况来估计自己可用的时频资源块，然而，当局部区域内聚集大量车载终端时，可能存在以下问题：终端一直在感知无线资源使用情况，但始终找不到满足自己发送信息所需的无线资源块。按照标准规定，每个车载终端要周期性的发送基本安全消息，包括位置、速度、加速度、方向等，以供周围车辆接收并用于车辆控制、路径规划、协作并道等，如果车辆的这类消息无法对外发送，将对交通安全形成潜在威胁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种拥塞控制方法及车载终端，用以解决相关技术中当区域内聚集大量车载终端时，未获得无线资源的车载终端因存在始终找不到满足自己发送基本安全信息所需的无线资源块，从而容易导致交通安全的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种拥塞控制方法，应用于第一车载终端，所述方法包括：
获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况；
根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞；
若存在，则降低自身发射功率，并向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使所述其他车载终端接收到所述群体功率控制消息后降低各自的发射功率。
优选地，所述获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况，具体包括：
在预设测量周期内，通过持续测量车联网直连通信频段上各子信道的接收功率，以获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况。
优选地，所述根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞，具体包括：
根据所述使用情况计算信道繁忙率CBR；
判断所述CBR是否大于预设第一阈值；
若是，则判断存在信道拥塞，否则，判断不存在信道拥塞。
优选地，所述根据所述使用情况计算信道繁忙率CBR，具体包括：
获取预设测量周期内已被使用的子信道数量，其中，已被使用的子信道为接收功率超过预设第二阀值的子信道；
获取所述预设测量周期内所有子信道总数；
计算所述CBR，其中，所述CBR为所述预设测量周期内已被使用的子信道数量与所述预设测量周期内所有子信道总数的比值。
优选地，所述预设测量周期为一个预设时间段或多个连续的无线帧。
优选地，所述降低自身发射功率，具体包括：
将自身发射功率减少预设比例或预设数值。
优选地，所述方法还包括：
若判断不存在信道拥塞，则将自身发射功率增加预设比例或预设数值。
第二方面，本发明实施例提供一种车载终端，包括：
无线资源感知模块，用于获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况；
信道拥塞判决模块，与所述无线资源感知模块连接，用于根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞；
功率控制模块，与所述信道拥塞判决模块连接，用于在所述信道拥塞判决模块判断结果为存在时，降低自身发射功率，并向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使所述其他车载终端接收到所述群体功率控制消息后降低各自的发射功率。
优选地，所述无线资源感知模块具体用于在预设测量周期内，通过持续测量车联网直连通信频段上各子信道的接收功率，以获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况。
第三方面，本发明实施例提供一种车载终端，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现上述第一方面所述的拥塞控制方法。
本发明实施例提供的拥塞控制方法及车载终端，通过获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况，并根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞，以及在判断存在信道拥塞时，降低自身发射功率，从而能够给潜在的未获得无线资源的车载终端创造通信时机，避免该车载终端因长期无法通信而影响交通安全。同时，为了进一步提高潜在车载终端获得无线资源的概率，加快拥塞控制的及时性，可以向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使其他车载终端接收到所述群体功率控制消息后也相应降低各自的发射功率，从而解决了相关技术中当区域内聚集大量车载终端时，未获得无线资源的车载终端因存在始终找不到满足自己发送基本安全信息所需的无线资源块，从而容易导致交通安全的问题。
附图说明
图1：为本发明实施例1的一种拥塞控制方法的流程图；
图2：为本发明实施例2的一种车载终端的结构示意图；
图3：为本发明实施例3的一种车载终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
可以理解的是，为便于描述，本发明的附图中仅示出了与本发明相关的部分，而与本发明无关的部分未在附图中示出。
可以理解的是，本发明的实施例中所涉及的每个单元、模块可仅对应一个实体结构，也可由多个实体结构组成，或者，多个单元、模块也可集成为一个实体结构。
可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明的流程图和框图中所标注的功能、步骤可按照不同于附图中所标注的顺序发生。
可以理解的是，本发明的流程图和框图中，示出了按照本发明各实施例的系统、装置、设备、方法的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可代表一个单元、模块、程序段、代码，其包含用于实现规定的功能的可执行指令。而且，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可用实现规定的功能的基于硬件的系统实现，也可用硬件与计算机指令的组合来实现。
可以理解的是，本发明实施例中所涉及的单元、模块可通过软件的方式实现，也可通过硬件的方式来实现，例如单元、模块可位于处理器中。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种拥塞控制方法，应用于第一车载终端，该方法包括：
步骤S102：获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况。
在本实施例中，第一车载终端可以是车联网中的任意一个已通过“感知+预留”方式接入子信道的车载终端，通过获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况来感知自身周边信道的功率使用情况，其中，该车联网直连通信频段为5905～5925MHz频段，且事先划分为多个子信道。
在本实施例中，为了能够及时感知并推断出现拥塞的可能性，第一车载终端通过持续测量车联网直连通信频段上各子信道的接收功率，以获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况。
步骤S104：根据使用情况判断是否存在信道拥塞。
具体地，第一车载终端根据各子信道的使用情况计算信道繁忙率CBR(ChannelBusy Ratio)，并判断CBR是否大于预设第一阈值，若是，则判断存在信道拥塞，否则，判断不存在信道拥塞。
在本实施例中，信道繁忙率CBR可以根据以下公式进行计算：CBR＝测量周期内已被使用的子信道数量÷测量周期内所有子信道总数。其中，测量周期可以预先设定，可以设置为一个预设时间段T0或多个连续的无线帧。其中，已被使用的子信道为接收功率超过预设第二阀值P0的子信道，车联网中每个已通过“感知+预留”方式接入子信道的车载终端均自行计算CBR，并自行判断当前信道是否处于拥塞状态，每个已通过“感知+预留”方式接入子信道的车载终端预先设置的第一阈值CBR0可以相同也可以不同，具体可根据实际情况进行设定，比如，可以根据实际情况事先给各车载终端设置优先级，优先级高的设置的第一阈值可以相对较高，最后将计算的CBR与第一阈值CBR0进行比较，如CBR≤CBR0，则判断为不拥塞，如CBR＞CBR0，则判断为拥塞。
步骤S106：若存在，则降低自身发射功率，并向车联网中的其他车辆终端发送群体功率控制消息，以使其他车辆终端接收到群体功率控制消息后降低各自的发射功率。
在本实施例中，当第一车载终端判断为信道拥塞时，为了给潜在的未获得无线资源的车载终端创造通信时机，避免该车载终端因长期无法通信而影响交通安全，可以通过将自身发射功率减少预设比例或预设数值来降低自身发射功率。比如，可以按照最大发射功率的百分比，如首次判断信道拥塞降低至60％，连续拥塞则降低至30％，等等直至关断，从而让出自己的信道，或者，也可以按照固定的步长逐渐降低，如首次判断信道拥塞降低3dB，连续拥塞再降低3dB，等等直至关断，从而让出自己的信道。需要说明的是，在实际应用过程中，降低功率的方式包括但不限于以上几种方式。
需要说明的是，在一些极端的情况下，为了确保潜在车载终端获得信道，第一车载终端也可以选择关断自身的发射功率，从而让出信道。比如，在判断出信道非常拥塞时，一些优先级低的车载终端可以选择关断自身的发射功率，从而为潜在的优先级高的车载终端让出信道。
在本实施例中，为了进一步提高潜在车载终端获得无线资源的概率，以及加快拥塞控制的及时性，第一车载终端降低自身发射功率的同时，可以向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使其他车载终端接收到所述群体功率控制消息后也相应降低各自的发射功率，即通过将自身发射功率减少预设比例或预设数值来降低各自的发射功率。需要说明的是，在同一区域内，不同的车载终端对于拥塞的判断可能存在不同的判断结果，如一部分车载终端可能判断为拥塞状态，而另一部分终端可能判断为不拥塞状态，只要某区域内任一车载终端判断为拥塞，则会广播群体功率控制消息，以使周围的车载终端根据自身情况适当降低自身的发射功率，或者释放接入子信道的机会，从而确保快速变化的路况下自主拥塞控制的及时性和成功率，以及进一步提高潜在车载终端获得无线资源的概率。
在本实施例中，车联网各车载终端适当降低自身的发射功率后，潜在的未接入无线信道的车载终端可以通过“感知+预留”方式接入子信道，并发送包括自身位置、速度、加速度、方向等的基本安全消息，从而避免因长期无法通信而影响交通安全的问题。同时，降低了发射功率的车载终端在后续判断出信道不再拥塞时，可以将自身发射功率恢复至100％，或者维持现在的自身发射功率，或者，逐步将自身发射功率增加预设比例或预设数值，直到将自身发射功率恢复至100％。
本实施例提供的拥塞控制方法，通过获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况，并根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞，以及在判断存在信道拥塞时，降低自身发射功率，从而能够给潜在的未获得无线资源的车载终端创造通信时机，避免该车载终端因长期无法通信而影响交通安全。同时，为了进一步提高潜在车载终端获得无线资源的概率，加快拥塞控制的及时性，可以向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使其他车载终端接收到所述群体功率控制消息后也相应降低各自的发射功率，从而解决了相关技术中当区域内聚集大量车载终端时，未获得无线资源的车载终端因存在始终找不到满足自己发送基本安全信息所需的无线资源块，从而容易导致交通安全的问题。
实施例2：
如图2所示，本实施例提供一种车辆终端，包括：
无线资源感知模块12，用于获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况；
信道拥塞判决模块14，与无线资源感知模块12连接，用于根据使用情况判断是否存在信道拥塞；
功率控制模块16，与信道拥塞判决模块14连接，用于在信道拥塞判决模块14判断结果为存在时，降低自身发射功率，并向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使其他车载终端接收到群体功率控制消息后降低各自的发射功率。
可选地，无线资源感知模块12具体用于在预设测量周期内，通过持续测量车联网直连通信频段上各子信道的接收功率，以获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况。
可选地，信道拥塞判决模块14具体可以包括：
CBR计算单元，用于根据使用情况计算信道繁忙率CBR；
CBR判断单元，用于判断CBR是否大于预设第一阈值，若是，则判断存在信道拥塞，否则，判断不存在信道拥塞。
可选地，CBR计算单元具体包括：
第一获取单元，用于获取预设测量周期内已被使用的子信道数量，其中，已被使用的子信道为接收功率超过预设第二阀值的子信道；
第二获取单元，用于获取预设测量周期内所有子信道总数；
计算CBR单元，用于计算CBR，其中，CBR为预设测量周期内已被使用的子信道数量与预设测量周期内所有子信道总数的比值。
可选地，预设测量周期为一个预设时间段或多个连续的无线帧。
可选地，功率控制模块16具体用于在信道拥塞判决模块14判断结果为存在时，将自身发射功率减少预设比例或预设数值，并向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使其他车载终端接收到群体功率控制消息后降低各自的发射功率。
可选地，功率控制模块16还用于若判断不存在信道拥塞，则将自身发射功率增加预设比例或预设数值。
实施例3：
如图3所示，本实施例提供一种车辆终端，包括存储器21和处理器22，存储器21中存储有计算机程序，处理器22被设置为运行所述计算机程序以执行实施例1中的拥塞控制方法。
其中，存储器21与处理器22连接，存储器21可采用闪存或只读存储器或其他存储器，处理器22可采用中央处理器或单片机。
实施例2至实施例3提供的车载终端，通过获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况，并根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞，以及在判断存在信道拥塞时，降低自身发射功率，从而能够给潜在的未获得无线资源的车载终端创造通信时机，避免该车载终端因长期无法通信而影响交通安全。同时，为了进一步提高潜在车载终端获得无线资源的概率，加快拥塞控制的及时性，可以向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使其他车载终端接收到所述群体功率控制消息后也相应降低各自的发射功率，从而解决了相关技术中当区域内聚集大量车载终端时，未获得无线资源的车载终端因存在始终找不到满足自己发送基本安全信息所需的无线资源块，从而容易导致交通安全的问题。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种拥塞控制方法，其特征在于，应用于第一车载终端，所述方法包括：
获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况；
根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞；
若存在，则降低自身发射功率，并向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使所述其他车载终端接收到所述群体功率控制消息后降低各自的发射功率。
2.根据权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况，具体包括：
在预设测量周期内，通过持续测量车联网直连通信频段上各子信道的接收功率，以获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况。
3.根据权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞，具体包括：
根据所述使用情况计算信道繁忙率CBR；
判断所述CBR是否大于预设第一阈值；
若是，则判断存在信道拥塞，否则，判断不存在信道拥塞。
4.根据权利要求3所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述根据所述使用情况计算信道繁忙率CBR，具体包括：
获取预设测量周期内已被使用的子信道数量，其中，已被使用的子信道为接收功率超过预设第二阀值的子信道；
获取所述预设测量周期内所有子信道总数；
计算所述CBR，其中，所述CBR为所述预设测量周期内已被使用的子信道数量与所述预设测量周期内所有子信道总数的比值。
5.根据权利要求4所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述预设测量周期为一个预设时间段或多个连续的无线帧。
6.根据权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述降低自身发射功率，具体包括：
将自身发射功率减少预设比例或预设数值。
7.根据权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
若判断不存在信道拥塞，则将自身发射功率增加预设比例或预设数值。
8.一种车载终端，其特征在于，包括：
无线资源感知模块，用于获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况；
信道拥塞判决模块，与所述无线资源感知模块连接，用于根据所述使用情况判断是否存在信道拥塞；
功率控制模块，与所述信道拥塞判决模块连接，用于在所述信道拥塞判决模块判断结果为存在时，降低自身发射功率，并向车联网中的其他车载终端发送群体功率控制消息，以使所述其他车载终端接收到所述群体功率控制消息后降低各自的发射功率。
9.根据权利要求8所述的车载终端，其特征在于，所述无线资源感知模块具体用于在预设测量周期内，通过持续测量车联网直连通信频段上各子信道的接收功率，以获取车联网直连通信频段上各子信道的使用情况。
10.一种车载终端，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现如权利要求1-7中任一项所述的拥塞控制方法。
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