CN113891289A - 功率调整方法、服务器和终端 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种功率调整方法、服务器和终端,涉及通信技术领域。方法包括:在确定发生网络拥塞的情况下,获取多个车载终端的优先级信息;依据优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端,待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;依据预设功率控制算法对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率;依据目标发射功率和待处理车载终端的标识,生成并发送功率调整信息至待处理车载终端,以使待处理车载终端依据目标发射功率调整其发射功率。减少待处理车载终端占用的通信资源,使优先等级高于预设优先级阈值的车载终端可获得更多的通信资源,为优先等级不同的车载终端提供差异化的通信资源,降低网络拥塞程度,优化终端的服务体验。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,具体涉及一种功率调整方法、服务器和终端。
背景技术
随着城市交通智能化和数字化工作的推进,车联网的覆盖范围逐步扩大,越来越多的传统机动车辆升级成为网联汽车,网联汽车之间可以通过车辆到车辆(vehicle tovehicle,V2V)的通信技术进行信息的交互。网联汽车中可以安装车载终端,以使多台网联汽车可以通过车载终端进行无线通信。但是,多台车载终端在进行通信的过程中,容易产生网络拥塞。
例如,在确定多台网联汽车在十字路口等待红灯,或在高速公路上出现交通拥堵的情况下,在同一通信小区内的车载终端的数量,会在短时间内急剧上升,易导致车联网陷入拥塞,降低车载终端之间的通信质量。
发明内容
为此,本申请提供一种功率调整方法、服务器和终端,解决如何控制车载终端之间的网络拥塞,提升车载终端的通信质量的问题。
为了实现上述目的,本申请第一方面提供一种功率调整方法,方法包括:在确定发生网络拥塞的情况下,获取多个车载终端的优先级信息;依据优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端,待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;依据预设功率控制算法对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率;依据目标发射功率和待处理车载终端的标识,生成并发送功率调整信息至待处理车载终端,以使待处理车载终端依据目标发射功率调整其发射功率。
在一些具体实现中,预设功率控制算法包括:基于深度学习的神经网络的功率控制算法;
依据预设功率控制算法对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率,包括:
从经验池中随机选取预设数量的样本信息,其中,经验池中的样本信息包括第一状态、样本动作、样本奖励和第二状态,第一状态和第二状态均表征待处理车载终端的发射功率的取值概率,样本动作是基于待处理车载终端的发射功率确定的动作,样本奖励是执行样本动作获得的奖励,样本奖励用于表征待处理车载终端的信道质量;
将预设数量的样本信息输入至基于深度学习的神经网络,进行迭代训练,获得目标发射功率。
在一些具体实现中,从经验池中随机选取预设数量的样本信息之前,还包括:
基于获取到的待处理车载终端的发射功率,确定状态空间集合,状态空间集合包括第一状态和第二状态;
在确定待处理车载终端处于第一状态的情况下,以第一预设概率选择样本动作,样本动作包括:控制待处理车载终端减小功率、增加功率和保持功率不变中的任意一种;
以第二预设概率执行样本动作,获得样本奖励和第二状态,第二状态是第一状态的下一个状态,第一预设概率与第二预设概率的和满足预设条件;
依据第一状态、样本动作、样本奖励和第二状态,生成样本信息;
将样本信息输入经验池。
在一些具体实现中,待处理车载终端,包括:发送车载终端和接收车载终端;
以第二预设概率执行样本动作,获得样本奖励和第二状态,包括:
在确定以第二预设概率执行样本动作的情况下,获取发送车载终端和接收车载终端在进行通信时的多个子载波上的信噪比;
依据多个子载波上的信噪比,确定发送车载终端和接收车载终端之间的有效信噪比;
基于有效信噪比、待处理车载终端中的接收车载终端的数量和资源复用车载终端的数量,确定样本奖励,资源复用车载终端是与接收车载终端使用相同的通信资源的车载终端;
更新第一状态为第二状态。
在一些具体实现中,其特征在于,依据多个子载波上的信噪比,确定发送车载终端和接收车载终端之间的有效信噪比,包括:
获取尺度衰减因子,待处理车载终端之间进行通信时的子载波的数量;
依据尺度衰减因子、待处理车载终端之间进行通信时的子载波的数量和各个子载波对应的信噪比,确定发送车载终端和接收车载终端之间的有效信噪比。
在一些具体实现中,在确定以第二预设概率执行样本动作的情况下,获取发送车载终端和接收车载终端在进行通信时的多个子载波上的信噪比,包括:
在确定发送车载终端调整其发射功率的情况下,获取接收车载终端的接收天线数量、发送车载终端的发射功率、发送车载终端与接收车载终端进行通信时的通信信息;
依据接收车载终端的接收天线数量、发送车载终端的发射功率、发送车载终端和接收车载终端进行通信时的通信信息,确定多个子载波上的信噪比。
在一些具体实现中,发送车载终端和接收车载终端进行通信时的通信信息,包括:
发送车载终端和接收车载终端之间的路径损耗,和,发送车载终端与接收车载终端在进行通信时的第r根天线上的第m个子载波的信噪比,r和m均为大于或等于1的整数。
为了实现上述目的,本申请第二方面提供一种功率调整方法,方法包括:生成并发送优先级信息至边缘服务器,以使边缘服务器依据优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端,待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;响应于边缘服务器反馈的功率调整信息,获取目标发射功率,功率调整信息用于表征当前终端属于待处理车载终端;依据目标发射功率调整当前终端的发射功率。
在一些具体实现中,生成并发送优先级信息至边缘服务器,包括:
发送注册请求至基站,以使基站转发注册请求至核心网设备;
响应于基站转发的核心网设备反馈的注册响应,确定核心网设备对当前终端鉴权成功,注册响应包括当前终端的优先等级;
依据当前终端的标识和当前终端的优先等级,生成并发送优先级信息至边缘服务器。
为了实现上述目的,本申请第三方面提供一种边缘服务器,其包括:第一获取模块,被配置为在确定发生网络拥塞的情况下,获取多个车载终端的优先级信息;筛选模块,被配置为依据优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端,待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;目标发射功率确定模块,被配置为依据预设功率控制算法对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率;功率调整模块,被配置为依据目标发射功率和待处理车载终端的标识,生成并发送功率调整信息至待处理车载终端,以使待处理车载终端依据目标发射功率调整其发射功率。
为了实现上述目的,本申请第四方面提供一种终端,其包括:优先级信息处理模块,被配置为生成并发送优先级信息至边缘服务器,以使边缘服务器依据优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端,待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;第二获取模块,被配置为响应于边缘服务器反馈的功率调整信息,获取目标发射功率,功率调整信息用于表征当前终端属于待处理车载终端;调整模块,被配置为依据目标发射功率调整当前终端的发射功率。
本申请中的功率调整方法、服务器和终端,通过获取多个车载终端的优先级信息,能够确定网络拥塞中的各个车载终端的优先等级,以方便针对不同优先等级的车载终端进行不同的处理;从多个车载终端中筛选获得优先等级低于预设优先级阈值的待处理车载终端,并基于预设功率控制算法对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率,发送携带有目标发射功率的功率调整信息至待处理车载终端,以使待处理车载终端依据目标发射功率调整其发射功率,减少待处理车载终端占用的通信资源,进而使优先等级高于预设优先级阈值的车载终端可以获得更多的通信资源,以提升优先等级高于预设优先级阈值的车载终端的通信质量。为优先等级不同的车载终端提供差异化的通信资源,降低网络拥塞的程度,优化终端的服务体验。
附图说明
附图用来提供对本公开实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本公开的实施例一起用于解释本公开,并不构成对本公开的限制。通过参考附图对详细示例实施例进行描述,以上和其它特征和优点对本领域技术人员将变得更加显而易见。
图1示出本申请一实施例提供的功率调整方法的流程示意图。
图2示出本申请又一实施例提供的功率调整方法的流程示意图。
图3示出本申请再一实施例提供的功率调整方法的流程示意图。
图4示出本申请实施例提供的边缘服务器的组成方框图。
图5示出本申请实施例提供的终端的组成方框图。
图6示出本申请实施例提供的功率调整系统的组成方框图。
图7示出本申请实施例提供的功率调整系统的工作方法的流程示意图。
在附图中:
400:边缘服务器 401:第一获取模块
402:筛选模块 403:目标发射功率确定模块
404:功率调整模块 500:终端
501:优先级信息处理模块 502:第二获取模块
503:调整模块 610:车载终端
611:第一车载终端 612:第二车载终端
613:第三车载终端 614:第四车载终端
61Q:第Q车载终端 620:基站
630:核心网设备 640:边缘服务器640
具体实施方式
以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在基于第五代移动通信技术(5th Generation Mobile CommunicationTechnology,5G)和V2V的通信环境中,车载终端需要从路侧基站所提供的资源池中选择用于传输信息的通信资源(例如,时域资源或频域资源等)。在确定车载终端数量大于预设数量阈值的情况下,因资源池内的资源数量有限,易导致基站为各个车载终端所分配的通信资源产生碰撞,从而产生网络拥塞。
每个车载终端都具备对无线通信信道进行测量的能力。例如,车载终端可以都测量获得每个时隙上的每个子信道的接收功率。基于车载终端的测量能力,可以通过信道忙碌比(Channel Busy Ratio,CBR)和信道占用比(Channel Occupation Ratio,CR)两个指标对车联网是否发生网络拥塞进行判定。
其中,CBR用于表征车载终端在测量窗口内,测量获得的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)高于预设强度阈值的子信道占所有子信道总数的比例。在CBR的测量窗口内,车载终端可以通过测量获得RSSI,以确定每个子信道的资源使用情况。例如,若某条子信道的RSSI高于预设强度阈值,则说明该子信道的正在被多辆车载终端使用,即表示该子信道处于拥塞状态;通过对所有子信道的RSSI进行统计,可确定整个车联网是否发生网络拥塞。因此,车载终端可以通过测量获得的CBR,估计资源池的网络拥塞的程度,若CBR越大,则说明资源池的网络拥塞程度越严重。
CR用于表征车载终端在测量窗口内,已经用于传输的子信道的数量与子信道总数量的比值,其中,子信道总数量包括在测量窗口内的、已经获得授权的用于传输的子信道的数量。因此,车载终端可以通过测量获得的CR,确定该车载终端所拥有的通信资源的数量,若CR越大,则说明该车载终端所拥有的通信资源越多。
在确定发生网络拥塞的情况下,通常可根据车载终端测量得到的CR,估计当前车载终端对资源池拥塞的影响程度;还可以根据车载终端测量得到的CBR,判断信道的拥塞情况。一般情况下,车载终端多采用最大发射功率进行通信信号的发射,但是,在确定发生网络拥塞的情况下,若所有车辆都以最大发射功率进行通信信号的发射,易导致网络拥塞的加剧,使车载终端无法获得优良的通信服务,降低用户的使用体验。
图1示出本申请一实施例提供的功率调整方法的流程示意图。该功率调整方法可应用于边缘服务器。如图1所示,功率调整方法包括如下步骤。
步骤S101,在确定发生网络拥塞的情况下,获取多个车载终端的优先级信息。
其中,车载终端的优先级信息,可以包括:车载终端的标识,以及该车载终端的优先等级。
通过车载终端的优先等级,能够确定该车载终端对应的通信服务等级。若车载终端的优先等级越高,则表征该车载终端对应的通信服务等级越高,网络侧设备(例如,基站或边缘服务器等)需要优先为该车载终端提供通信服务。
步骤S102,依据优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端。
其中,预设优先级阈值能够对不同的车载终端进行划分,因待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值,故在确定发生网络拥塞的情况下,需要对待处理车载终端进行处理,保证优先等级高于预设优先级阈值的车载终端可以获得更多的通信资源,提升优先等级高于预设优先级阈值的车载终端的通信服务质量。
步骤S103,依据预设功率控制算法对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率。
其中,目标发射功率是期望待处理车载终端调整的功率,待处理车载终端若以该目标发射功率进行通信信号的发射,可以减少待处理车载终端所占用的通信资源。
例如,当待处理车载终端依目标发射功率进行通信信号的发射时,可减少该待处理车载终端的数据重传次数,进而减少因数据重传所占用的通信资源,释放通信资源给其他优先等级高于预设优先级阈值的车载终端,提升优先等级高于预设优先级阈值的车载终端的服务质量。
步骤S104,依据目标发射功率和待处理车载终端的标识,生成并发送功率调整信息至待处理车载终端。
在确定待处理车载终端接收到功率调整信息的情况下,车载终端会依据目标发射功率调整其发射功率,以减少该车载终端所占用的通信资源。
在本实施例中,通过获取多个车载终端的优先级信息,能够确定网络拥塞中的各个车载终端的优先等级,以方便针对不同优先等级的车载终端进行不同的处理;从多个车载终端中筛选获得优先等级低于预设优先级阈值的待处理车载终端,并基于预设功率控制算法对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率,发送携带有目标发射功率的功率调整信息至待处理车载终端,以使待处理车载终端依据目标发射功率调整其发射功率,减少待处理车载终端占用的通信资源,进而使优先等级高于预设优先级阈值的车载终端可以获得更多的通信资源,以提升优先等级高于预设优先级阈值的车载终端的通信质量。为优先等级不同的车载终端提供差异化的通信资源,降低网络拥塞的程度,优化终端的服务体验。
图2示出本申请又一实施例提供的功率调整方法的流程示意图。该功率调整方法可应用于边缘服务器。本实施例与上一实施例的区别在于:预设功率控制算法包括:基于深度学习的神经网络的功率控制算法。通过将预设数量的样本信息输入至基于深度学习的神经网络,进行迭代训练,获得目标发射功率,能够使获得的目标发射功率更准确。
如图2所示,功率调整方法包括如下步骤。
步骤S201,在确定发生网络拥塞的情况下,获取多个车载终端的优先级信息。
步骤S202,依据优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端。
需要说明的是,本实施例中的步骤S201~步骤S202,与上一实施例中的步骤S101~步骤S102相同,在此不再赘述。
步骤S203,从经验池中随机选取预设数量的样本信息。
其中,经验池中的样本信息包括第一状态、样本动作、样本奖励和第二状态,第一状态和第二状态均表征待处理车载终端的发射功率的取值概率,样本动作是基于待处理车载终端的发射功率确定的动作,样本奖励是执行样本动作获得的奖励,样本奖励用于表征待处理车载终端的信道质量。
需要说明的是,预设数量小于经验池中的样本信息的总数量,例如,经验池中包括100条样本信息,则预设数量可以是40条或50条等,随机选取预设数量的样本信息,能够避免样本信息的重复性。
例如,待处理车载终端可以采用k个离散功率值中的任意一个功率值作为其发射功率。设定pk表示待处理车载终端的第k个发射功率,0≤pk≤pmax,pmax表示待处理车载终端的最大发射功率,k为大于或等于1的整数,则待处理终端的发射功率的各个状态可以表示为P(p1,p2,……,pk),即,将待处理终端的发射功率的取值概率作为其状态。例如,待处理车载终端的第一状态为P(p1);待处理车载终端的第二状态为P(p2),该第二状态也可以是P(p3)。
在一些具体实现中,若待处理车载终端包括N个车载终端,且这N个车载终端均是可以进行资源复用的车载终端,则状态空间集合可以表示为:S={P1,P2,……,Pn},其中,0≤n≤N,Pn表示第n个待处理终端的发射功率的状态。例如,第n个待处理终端的第一状态可以表示为P1(p1),也可简略表示为P1。
通过样本信息中的第一状态、样本动作、样本奖励和第二状态,能够表征待处理终端的状态,以及进行样本动作之后所获得的样本奖励,保证待处理终端的信息的全面性,方便后续神经网络的训练。
步骤S204,将预设数量的样本信息输入至基于深度学习的神经网络,进行迭代训练,获得目标发射功率。
其中,基于深度学习的神经网络需要通过预先构建的主神经网络,并将预设数量的样本信息输入至该主神经网络中进行迭代训练,以获得更新后的神经网络;重复上述迭代训练,在确定更新后的神经网络对应的参数可以满足预设条件的情况下,获取从更新后的神经网络输出的目标发射功率。
需要说明的是,预设条件可以是在迭代训练的过程中所获得额的损失函数满足预设阈值。
步骤S205,依据目标发射功率和待处理车载终端的标识,生成并发送功率调整信息至待处理车载终端。
本实施例中的步骤S205与上一实施例中的步骤S104相同,在此不再赘述。
在本实施例中,通过从经验池中随机选取预设数量的样本信息,能够保证待处理终端的信息的全面性,方便后续神经网络的训练;将预设数量的样本信息输入至基于深度学习的神经网络,进行迭代训练,获得目标发射功率,使目标发射功率更准确;发送携带有目标发射功率的功率调整信息至待处理车载终端,以使待处理车载终端依据目标发射功率调整其发射功率,减少待处理车载终端占用的通信资源,进而使优先等级高于预设优先级阈值的车载终端可以获得更多的通信资源,以提升优先等级高于预设优先级阈值的车载终端的通信质量。为优先等级不同的车载终端提供差异化的通信资源,降低网络拥塞的程度,优化终端的服务体验。
本申请实施例提供了另一种可能的实现方式,其中,在执行步骤S203中的从经验池中随机选取预设数量的样本信息之前,还包括如下步骤:
基于获取到的待处理车载终端的发射功率,确定状态空间集合,状态空间集合包括第一状态和第二状态;在确定待处理车载终端处于第一状态的情况下,以第一预设概率选择样本动作;以第二预设概率执行样本动作,获得样本奖励和第二状态;依据第一状态、样本动作、样本奖励和第二状态,生成样本信息;将样本信息输入经验池。
其中,样本动作包括:控制待处理车载终端减小功率、增加功率和保持功率不变中的任意一种。
需要说明的是,第二状态是第一状态的下一个状态,第一预设概率与第二预设概率的和满足预设条件。例如,第一预设概率和第二预设概率的和值为预设阈值(例如,1,或100%等)。预设概率可以反映随机事件出现的可能性大小。随机事件是指在相同条件下,可能出现也可能不出现的事件。
通过依据第一状态、样本动作、样本奖励和第二状态,生成样本信息,能够保证样本信息的全面性;将样本信息输入经验池,以丰富经验池中的样本信息,为后续进行样本信息的筛选做准备。
在一些具体实现中,待处理车载终端,包括:发送车载终端和接收车载终端;以第二预设概率执行样本动作,获得样本奖励和第二状态,包括:在确定以第二预设概率执行样本动作的情况下,获取发送车载终端和接收车载终端在进行通信时的多个子载波上的信噪比;依据多个子载波上的信噪比,确定发送车载终端和接收车载终端之间的有效信噪比;基于有效信噪比、待处理车载终端中的接收车载终端的数量和资源复用车载终端的数量,确定样本奖励;更新第一状态为第二状态。
其中,资源复用车载终端是与接收车载终端使用相同的通信资源的车载终端。
例如,发送车载终端可以包括资源复用车载终端。可以先基于资源复用车载终端的数量,将资源复用车载终端与接收车载终端之间的有效信噪比进行累加,获得第一累加结果;然后,再基于发送车载终端中除去资源复用车载终端的车载终端的数量,获得剩余发送车载终端的数量,并基于该剩余发送车载终端的数量,将接收车载终端与剩余发送车载终端之间的有效信噪比再次进行累加,获得第二累加结果,并将该第二累加结果记为样本奖励,以明确接收车载终端与不同的发送车载终端之间的信噪比,提升信噪比的准确性。
在一些具体实现中,依据多个子载波上的信噪比,确定发送车载终端和接收车载终端之间的有效信噪比,包括:获取尺度衰减因子和待处理车载终端之间进行通信时的子载波的数量;依据尺度衰减因子、待处理车载终端之间进行通信时的子载波的数量和各个子载波对应的信噪比,确定发送车载终端和接收车载终端之间的有效信噪比。
其中,待处理车载终端之间进行通信时,可以包括多个子载波,各个子载波之间也可能存在信噪比,并且,尺度衰减因子能够体现发送车载终端和接收车载终端之间的编码调制方式;通过将多个载波之间的信噪比和尺度衰减因子相结合,确定发送车载终端和接收车载终端之间的有效信噪比,能够保证有效信噪比的准确性。
在一些具体实现中,在确定以第二预设概率执行样本动作的情况下,获取发送车载终端和接收车载终端在进行通信时的多个子载波上的信噪比,包括:在确定发送车载终端调整其发射功率的情况下,获取接收车载终端的接收天线数量、发送车载终端的发射功率、发送车载终端与接收车载终端进行通信时的通信信息;依据接收车载终端的接收天线数量、发送车载终端的发射功率、发送车载终端和接收车载终端进行通信时的通信信息,确定多个子载波上的信噪比。
其中,发送车载终端与接收车载终端进行通信时的通信信息,可以包括:发送车载终端和接收车载终端之间的路径损耗,和,发送车载终端与接收车载终端在进行通信时的第r根天线上的第m个子载波的信噪比,r和m均为大于或等于1的整数。
可以先基于接收车载终端的接收天线数量,将发送车载终端的发射功率和发送车载终端和接收车载终端之间的路径损耗、以及发送车载终端与接收车载终端在进行通信时的第r根天线上的第m个子载波的信噪比进行计算,确定接收车载终端实际可以接收到的发送车载终端发送的第一功率值;然后,结合发送车载终端的发射功率与该第一功率值,确定多个子载波上的信噪比,提升各个子载波上的信噪比的准确性。
图3示出本申请再一实施例提供的功率调整方法的流程示意图。该功率调整方法可应用于终端。如图3所示,该功率调整方法包括如下步骤。
步骤S301,生成并发送优先级信息至边缘服务器。
边缘服务器在获得优先级信息时,依据该优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端。
其中,待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值。
需要说明的是,待处理车载终端的优先等级,能够确定待处理车载终端对应的通信服务等级。若车载终端的优先等级越高,则表征该车载终端对应的通信服务等级越高,网络侧设备需要优先为该车载终端提供通信服务。
在一些具体实现中,生成并发送优先级信息至边缘服务器,包括:发送注册请求至基站,以使基站转发注册请求至核心网设备;响应于基站转发的核心网设备反馈的注册响应,确定核心网设备对当前终端鉴权成功;依据当前终端的标识和当前终端的优先等级,生成并发送优先级信息至边缘服务器。
其中,注册响应包括当前终端的优先等级。
通过从核心网设备反馈的注册响应中获知当前终端的优先等级,能够明确当前终端所具备的服务等级;然后,将当前终端的优先等级和当前终端的标识上报给边缘服务器,以使边缘服务器能够对各个不同优先等级的终端进行合理规划,在发生网络拥塞的情况下,保证优先等级高的车载终端可以获得更优质的通信服务,提升通信质量。
步骤S302,响应于边缘服务器反馈的功率调整信息,获取目标发射功率。
其中,功率调整信息用于表征当前终端属于待处理车载终端。
在接收到边缘服务器反馈的功率调整信息的情况下,即可获知当前终端的服务等级不高,需要根据目标发射功率,降低当前终端自身的发射功率,以减少对通信资源的占用。
步骤S303,依据目标发射功率调整当前终端的发射功率。
其中,调整当前终端的发射功率,可以包括:将当前终端的发射功率降低至目标发射功率,也可以将当前终端的数据重发次数降低,以使发射功率降低,避免浪费通信资源。
在本实施例中,通过生成并发送优先级信息至边缘服务器,以使边缘服务器能够获知当前终端的优先等级,方便边缘服务器对各个不同优先等级的终端进行合理规划,避免通信资源的浪费;响应于边缘服务器反馈的功率调整信息,获取目标发射功率,确定当前终端需要调整的目标发射功率,在保证自身正常通信的情况息啊,降低网络拥塞程度;依据目标发射功率调整当前终端的发射功率,减少不必要的发射功率(例如,数据重发所占用的通信资源等),避免通信资源的浪费,提升通信效率。
图4示出本申请实施例提供的边缘服务器的组成方框图。本实施方式中的边缘服务器的具体实施不局限于以上实施例,其他未说明的实施例也在本边缘服务器的保护范围之内。
如图4所示,该边缘服务器400具体包括:第一获取模块401,被配置为在确定发生网络拥塞的情况下,获取多个车载终端的优先级信息;筛选模块402,被配置为依据优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端,待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;目标发射功率确定模块403,被配置为依据预设功率控制算法对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率;功率调整模块404,被配置为依据目标发射功率和待处理车载终端的标识,生成并发送功率调整信息至待处理车载终端,以使待处理车载终端依据目标发射功率调整其发射功率。
在本实施方式中,通过第一获取模块获取多个车载终端的优先级信息,能够确定网络拥塞中的各个车载终端的优先等级,以方便针对不同优先等级的车载终端进行不同的处理;使用筛选模块从多个车载终端中筛选获得优先等级低于预设优先级阈值的待处理车载终端,并使用目标发射功率确定模块基于预设功率控制算法对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率,使用功率调整模块发送携带有目标发射功率的功率调整信息至待处理车载终端,以使待处理车载终端依据目标发射功率调整其发射功率,减少待处理车载终端占用的通信资源,进而使优先等级高于预设优先级阈值的车载终端可以获得更多的通信资源,以提升优先等级高于预设优先级阈值的车载终端的通信质量。为优先等级不同的车载终端提供差异化的通信资源,降低网络拥塞的程度,优化终端的服务体验。
图5示出本申请实施例提供的终端的组成方框图。如图5所示,该终端500具体包括:
优先级信息处理模块501,被配置为生成并发送优先级信息至边缘服务器,以使边缘服务器依据优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端,待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;第二获取模块502,被配置为响应于边缘服务器反馈的功率调整信息,获取目标发射功率,功率调整信息用于表征当前终端属于待处理车载终端;调整模块503,被配置为依据目标发射功率调整当前终端的发射功率。
在本实施方式中,通过优先级信息处理模块生成并发送优先级信息至边缘服务器,以使边缘服务器能够获知当前终端的优先等级,方便边缘服务器对各个不同优先等级的终端进行合理规划,避免通信资源的浪费;使用第二获取模块响应于边缘服务器反馈的功率调整信息,获取目标发射功率,确定当前终端需要调整的目标发射功率,在保证自身正常通信的情况息啊,降低网络拥塞程度;使用调整模块依据目标发射功率调整当前终端的发射功率,减少不必要的发射功率,避免通信资源的浪费,提升通信效率。
值得一提的是,本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块,在实际应用中,一个逻辑单元可以是一个物理单元,也可以是一个物理单元的一部分,还可以以多个物理单元的组合实现。此外,为了突出本申请的创新部分,本实施方式中并没有将与解决本申请所提出的技术问题关系不太密切的单元引入,但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
图6示出本申请实施例提供的功率调整系统的组成方框图。如图6所示,功率调整系统包括如下设备。
车载终端610、基站620、核心网设备630和边缘服务器640。
其中,车载终端610可以包括第一车载终端611、第二车载终端612、第三车载终端613、第四车载终端614、……、第Q车载终端61Q,N表示车载终端的数量,Q为大于或等于1的整数。
每个车载终端都会对其使用的通信信道进行相关参数的测量,以获得接收功率值,并通过该接收功率值对车联网系统中的通信情况进行判断,以确定是否发生网络拥塞。例如,第一车载终端611的发送功率值越高,则其他车载终端(例如,第二车载终端612、……、第Q车载终端61Q等)测量获得的接收功率也会增加,易导致车载终端之间的无线通信资源紧张,造成网络拥塞。
并且,在确定车联网中的车载终端的数量较少(例如,车载终端的数量小于预设数量阈值(例如,10、15等))的情况下,为了扩大各个车载终端的通信覆盖范围,以实现更多车载终端的互联互通,通常车载终端会采用最大发射功率(例如,23dBm,其中,dBm表示分贝毫瓦,是功率的绝对值,英文全称为Decibel Relative to one Milliwatt)进行通信信号的发射。但是,在确定发生网络拥塞的情况下,以最大化发射功率的进行通信信号的发射,会使网络拥塞进一步加剧。而针对重传数据,可以通过降低(或取消)车载终端在进行数据重传时的发射功率,能够适量减缓网络拥塞。
图7示出本申请实施例提供的功率调整系统的工作方法的流程示意图。如图7所示,具体包括如下步骤。
步骤701,车辆终端610发送鉴权请求消息至基站620,以使基站620转发该鉴权请求消息至核心网设备630,以供核心网设备630进而依据该注册消息对车载终端610进行鉴权。
其中,基站620可以是5G基站,核心网设备630可以是核心网设备630设备。注册消息包括:终端类型和号码信息。
步骤S702,核心网设备630在确定完成对车载终端610的鉴权的情况下,确定车载终端610已成功注册到车联网中,生成并发送鉴权响应消息至边缘服务器640。
其中,鉴权响应消息包括:车载终端610的标识及其优先级信息。
步骤S703,边缘服务器640在确定发生网络拥塞的情况下,边缘服务器640将车载终端610的标识及其优先级信息,发送至与边缘服务器640相邻的其他边缘服务器。
例如,与边缘服务器640相邻的其他边缘服务器,可以包括:边缘服务器A和/或边缘服务器B等。
在一些具体实现中,边缘服务器640还可以用于控制路侧区域的多个基站,并为各个基站的覆盖范围内的多个车载终端提供网络服务,以减缓网络拥塞。
其中,核心网设备630可以通过NG接口,将各个车载终端之间的服务授权信息传输至各个基站,以方便基站对车载终端的识别。
步骤S704,边缘服务器640依据车辆终端610的优先级信息,对各个车辆终端进行筛选,获得优先等级低于预设优先级阈值的待处理车载终端。
其中,可以对第一车载终端611、第二车载终端612、……、第Q车载终端61Q等进行筛选,获得待处理车载终端。
需要说明的是,待处理车载终端可以包括多个车载终端,例如,待处理车载终端可以包括第二车载终端612、第三车载终端613等。
步骤S705,基于深度学习的神经网络的功率控制算法,对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率。
其中,基于深度学习的神经网络的功率控制算法对待处理车载终端进行处理的过程可以采用如下方式实现:
依据多个车载终端的信道系数,构建主神经网络并随机化网络参数,构建目标神经网络并设置网络参数,初始化经验池。
例如,基于获取到的待处理车载终端的发射功率,确定状态空间集合,该状态空间集合包括第一状态St和第二状态St+1。
需要说明的是,在车联网通信系统中,车载终端之间的干扰主要来自于使用相同的通信资源(例如,时域资源或频域资源等)的车载终端。可将每个车载终端的发射功率设置为离散功率值,例如,待处理车载终端可以采用k个离散功率值中的任意一个功率值作为其发射功率。例如,设定pk表示第k个发射功率,0≤pk≤pmax,pmax表示待处理车载终端的最大发射功率,则待处理终端的发射功率的状态可以表示为P(p1,p2,……,pk)。
在一些具体实现中,若待处理车载终端包括N个车载终端,且这N个车载终端均是可以进行资源复用的车载终端,则状态空间集合可以表示为:S={P1,P2,……,Pn},其中,0≤n≤N,Pn表示第n个待处理终端的发射功率的状态。
在确定待处理车载终端处于第一状态St的情况下,以第一预设概率(例如,第一预设概率为1-ε)选择样本动作at,该样本动作at包括:控制待处理车载终端减小功率、增加功率和保持功率不变中的任意一种;以第二预设概率(例如,第二预设概率为ε)执行样本动作at,获得样本奖励rt和第二状态St+1,第二状态St+1是第一状态St的下一个状态;将第一状态St、样本动作at、样本奖励rt和第二状态St+1,构造四元组(St,at,rt,St+1),并将该四元组作为样本信息,存入经验池。
循环执行如下步骤,以获得主神经网络:从经验池中随机选取预设数量(例如,10个或20个等)的样本信息,将预设数量的样本信息输入至基于深度学习的神经网络,进行迭代训练;然后,计算损失函数;更新主神经网络参数;每完成预设迭代步数(例如,预设迭代步数为L,L为大于或等于1的整数)的迭代,就更新目标神经网络参数,并获得目标发射功率。
其中,经验池中的样本信息包括第一状态St、样本动作at、样本奖励rt和第二状态St+1,第一状态St和第二状态St+1均表征待处理车载终端的发射功率的取值概率,样本动作at是基于待处理车载终端的发射功率确定的动作,样本奖励rt是执行样本动作at获得的奖励,样本奖励rt用于表征待处理车载终端的信道质量。
在一些具体实现中,可以将待处理车载终端减小功率的动作设定为-1,将待处理车载终端增加功率的动作设定为1,将待处理车载终端保持功率不变的动作设定为0,则待处理车载终端对应的动作空间A可以表示为:
A={(a1,a2,…,aN)|an∈{-1,0,1},1≤n≤N}
其中,an表示第n个待处理车载终端对应的动作;an∈{-1,0,1}表示an的取值可以是-1,0和1中的任意一个。
在一些具体实现中,可以采用如下公式(1)表征样本奖励rt,即采用信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)来表征待处理车载终端的信道质量。
其中,i表示第i辆发送车载终端;j表示第j辆接收车载终端;σ2表示方差;
SINR(i,j)(m)表示第i辆发送车载终端与第j辆接收车载终端之间的第m个子载波的SINR;NR表示接收天线的数量;
表示第i辆发送车载终端与第j辆接收车载终端在进行通信时,第k辆车载终端在第r根天线上的第m个子载波上产生的干扰功率,第k辆车载终端是与第j辆接收车载终端使用相同的通信资源的车载终端,k为大于或等于1,且小于或等于N的实数,且,k不等于i。
在一些具体实现中,在确定以第二预设概率ε执行样本动作at的情况下,获取发送车载终端和接收车载终端在进行通信时的多个子载波上的信噪比;依据多个子载波上的信噪比,确定发送车载终端和接收车载终端之间的有效信噪比;基于有效信噪比、待处理车载终端中的接收车载终端的数量和资源复用车载终端的数量,确定样本奖励rt,资源复用车载终端是与接收车载终端使用相同的通信资源的车载终端;更新第一状态St为第二状态St+1。
其中,样本奖励rt可以采用公式(2)表示:
其中,β表示尺度衰减因子,该尺度衰减因子的取值范围由编码调制方式确定;M表示第i辆发送车载终端与第j辆接收车载终端在进行通信时的第r根天线上的子载波的数量,M为大于或等于1的整数。
步骤S706,基于目标发射功率和待处理车载终端的标识,生成功率调整信息,并发送该功率调整信息至待处理车载终端。
步骤S707,待处理车载终端接收到功率调整信息后,通过对该功率调整信息的解析,获得目标发射功率,并基于该目标发射功率调整该待处理车载终端的发射功率。
例如,待处理车载终端可降低自己的发射功率至目标发射功率,以使
在执行步骤S707的同时,执行步骤S708。
步骤S708,车联网中除待处理车载终端以外的其他车载终端,继续以最大发射功率进行通信信号的发射。
其中,车联网中除待处理车载终端以外的其他车载终端,可以包括:第一车载终端611、第四车载终端614、……、第Q车载终端61Q等。
在本实施例中,通过对多个车载终端的优先级信息进行筛选,获得待处理车载终端,该待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值,并进一步地采用基于深度学习的神经网络的功率控制算法,对待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率;基于目标发射功率和待处理车载终端的标识,生成功率调整信息,并发送该功率调整信息至待处理车载终端,以使待处理车载终端能够根据目标发射功率降低其发射功率,并以目标发射功率进行通信信号的发射;同时,保持优先等级高于预设优先级阈值的其他车载终端仍以最大发射功率进行通信信号的发射,提升优先等级高的车载终端的通信质量;为优先等级不同的车载终端提供差异化的通信资源,降低网络拥塞的程度,优化终端的服务体验。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本申请的原理而采用的示例性实施方式,然而本申请并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本申请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申请的保护范围。
Claims (11)
1.一种功率调整方法,其特征在于,所述方法包括:
在确定发生网络拥塞的情况下,获取多个车载终端的优先级信息;
依据所述优先级信息从多个所述车载终端中筛选获得待处理车载终端,所述待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;
依据预设功率控制算法对所述待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率;
依据所述目标发射功率和所述待处理车载终端的标识,生成并发送功率调整信息至所述待处理车载终端,以使所述待处理车载终端依据所述目标发射功率调整其发射功率。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设功率控制算法包括:基于深度学习的神经网络的功率控制算法;
依据预设功率控制算法对所述待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率,包括:
从经验池中随机选取预设数量的样本信息,其中,所述经验池中的样本信息包括第一状态、样本动作、样本奖励和第二状态,所述第一状态和所述第二状态均表征所述待处理车载终端的发射功率的取值概率,所述样本动作是基于所述待处理车载终端的发射功率确定的动作,所述样本奖励是执行所述样本动作获得的奖励,所述样本奖励用于表征所述待处理车载终端的信道质量;
将所述预设数量的样本信息输入至所述基于深度学习的神经网络,进行迭代训练,获得所述目标发射功率。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述从经验池中随机选取预设数量的样本信息之前,还包括:
基于获取到的所述待处理车载终端的发射功率,确定状态空间集合,所述状态空间集合包括所述第一状态和所述第二状态;
在确定所述待处理车载终端处于所述第一状态的情况下,以第一预设概率选择所述样本动作,所述样本动作包括:控制所述待处理车载终端减小功率、增加功率和保持功率不变中的任意一种;
以第二预设概率执行所述样本动作,获得样本奖励和所述第二状态,所述第二状态是所述第一状态的下一个状态,所述第一预设概率与所述第二预设概率的和满足预设条件;
依据所述第一状态、所述样本动作、所述样本奖励和所述第二状态,生成样本信息;
将所述样本信息输入所述经验池。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述待处理车载终端,包括:发送车载终端和接收车载终端;
所述以第二预设概率执行所述样本动作,获得样本奖励和所述第二状态,包括:
在确定所述以第二预设概率执行所述样本动作的情况下,获取所述发送车载终端和所述接收车载终端在进行通信时的多个子载波上的信噪比;
依据多个所述子载波上的信噪比,确定所述发送车载终端和所述接收车载终端之间的有效信噪比;
基于所述有效信噪比、所述待处理车载终端中的所述接收车载终端的数量和资源复用车载终端的数量,确定所述样本奖励,所述资源复用车载终端是与所述接收车载终端使用相同的通信资源的车载终端;
更新所述第一状态为所述第二状态。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述依据多个所述子载波上的信噪比,确定所述发送车载终端和所述接收车载终端之间的有效信噪比,包括:
获取尺度衰减因子,所述待处理车载终端之间进行通信时的子载波的数量;
依据所述尺度衰减因子、所述待处理车载终端之间进行通信时的子载波的数量和各个所述子载波对应的信噪比,确定所述发送车载终端和所述接收车载终端之间的有效信噪比。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述在确定所述以第二预设概率执行所述样本动作的情况下,获取所述发送车载终端和所述接收车载终端在进行通信时的多个子载波上的信噪比,包括:
在确定所述发送车载终端调整其发射功率的情况下,获取所述接收车载终端的接收天线数量、所述发送车载终端的发射功率、所述发送车载终端与所述接收车载终端进行通信时的通信信息;
依据所述接收车载终端的接收天线数量、所述发送车载终端的发射功率、所述发送车载终端和所述接收车载终端进行通信时的通信信息,确定多个所述子载波上的信噪比。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述发送车载终端和所述接收车载终端进行通信时的通信信息,包括:
所述发送车载终端和所述接收车载终端之间的路径损耗,和,所述发送车载终端与所述接收车载终端在进行通信时的第r根天线上的第m个子载波的信噪比,r和m均为大于或等于1的整数。
8.一种功率调整方法,其特征在于,所述方法包括:
生成并发送优先级信息至边缘服务器,以使所述边缘服务器依据所述优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端,所述待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;
响应于所述边缘服务器反馈的功率调整信息,获取目标发射功率,所述功率调整信息用于表征当前终端属于所述待处理车载终端;
依据所述目标发射功率调整所述当前终端的发射功率。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述生成并发送优先级信息至边缘服务器,包括:
发送注册请求至基站,以使所述基站转发所述注册请求至核心网设备;
响应于所述基站转发的所述核心网设备反馈的注册响应,确定所述核心网设备对当前终端鉴权成功,所述注册响应包括当前终端的优先等级;
依据所述当前终端的标识和所述当前终端的优先等级,生成并发送优先级信息至所述边缘服务器。
10.一种边缘服务器,其包括:
第一获取模块,被配置为在确定发生网络拥塞的情况下,获取多个车载终端的优先级信息;
筛选模块,被配置为依据所述优先级信息从多个所述车载终端中筛选获得待处理车载终端,所述待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;
目标发射功率确定模块,被配置为依据预设功率控制算法对所述待处理车载终端进行处理,获得目标发射功率;
功率调整模块,被配置为依据所述目标发射功率和所述待处理车载终端的标识,生成并发送功率调整信息至所述待处理车载终端,以使所述待处理车载终端依据所述目标发射功率调整其发射功率。
11.一种终端,其包括:
优先级信息处理模块,被配置为生成并发送优先级信息至边缘服务器,以使所述边缘服务器依据所述优先级信息从多个车载终端中筛选获得待处理车载终端,所述待处理车载终端的优先等级低于预设优先级阈值;
第二获取模块,被配置为响应于所述边缘服务器反馈的功率调整信息,获取目标发射功率,所述功率调整信息用于表征当前终端属于所述待处理车载终端;
调整模块,被配置为依据所述目标发射功率调整所述当前终端的发射功率。
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GR01 | Patent grant | ||
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