[發明專利]一種車載通信系統無線資源調度方法

無效

• 申請號: 201210177189.2
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN103458523A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 程翔;宋林;張榮慶;焦秉立
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04W72/12
• 分類號: H04W72/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種應用于車載通信系統的無線資源調度方法，目的在于引入信道的時變特性和車輛的運動特性以及區分不同業務的服務質量要求，從而提高系統的整體吞吐量，并保證公平性；適用于車載通信系統中。

背景技術

傳統的分組調度適用于對分組數據業務，針對分組到達時間間隔和分組長度的隨機分布特點，從而對分組數據用戶的業務來進行管理和調度，并由調度算法來具體決定分組傳輸的順序與可使用的比特速率。同時，因為存在不斷變化的無線信道衰落情況，需要考慮無線信道的時變特性，從而提高系統的效率，包括系統頻率分集增益、時間分集增益和多用戶分集增益。該項技術已成為當今各類通信系統的核心技術。無論是何種移動通信系統，調度算法的設計應充分考慮用戶條件，并且兼顧到不同用戶的公平性，以及對業務的區分度的服務質量要求要求QoS，比如分組時延和傳輸速率等。

在現有的車載通信系統中，其采用的是IEEE?802.11標準中的基于競爭的DCF分布式協調功能，即載波偵聽/碰撞避免CSMA/CA的方式，設計初期的目的是用于無線局域網等移動性較小的環境中，具體包括載波檢測機制、幀間間隔和隨機退避流程，在每個節點上使用CSMA機制的分布接入算法，并讓每個站都通過對信道的競爭來獲取發送權，而為了避免碰撞，當所有的站完成發送后，必須繼續監聽并等待一段時間間隔后才可發送下一幀，其中幀間間隔的長短由該站發送的幀的類型決定，高優先級的等待時間很短，可以較快獲得發送權，而低優先級的會被推遲發送，當信道從忙轉為空閑時，各個站點就需要進入爭用窗口并計算隨機退避時間后接入信道并占用信道資源，其中，IEEE?802.11使用二進制指數退避算法。當針對不同的車載通信業務時，采用設置不同的競爭窗口參量競爭窗口最小值CWmin和競爭窗口最大值CWmax的大小來加以區分，現有多數的針對車載通信系統中資源調度模式的改進，主要都基于CSMA/CA方式，以調整競爭窗口相關的優先級設置來完成。

但是對于不斷變化的車載通信無線信道的衰落，即時變的無線信道依然基于傳統的802.11的調度方式，則沒有充分考慮信道的具體情況，造成了整體系統性能的削弱，并且對于不同運行速度的車輛間公平性因素也沒有得到充分考慮，需要考慮車輛的相對位置和運行速度等因素，而且僅通過設置不同的競爭窗長最小值和最大值來區分業務等級，這樣的設置并不能理想的保證業務的服務質量需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種車載通信系統的調度方法，不僅可以增加系統整體性能，又能保證不同業務的服務質量需求，確保各類車載通信業務的時延要求，更好的提升系統中不同行駛速度的車載設備OBU與路邊設備RSU間通信的公平性。

為實現上述目的，本發明提供一種車載通信系統的無線資源調度方法，其特征在于包含以下步驟：

1)路邊設備判斷車輛的狀態信息，獲得在激活狀態下車輛的位置信息和運動信息，得到車載設備的速度優先級因子；

2)由車輛的激活狀態生成其業務類型，按照業務的服務質量要求獲得車載設備的業務優先級因子；

3)由車輛的位置信息和運動信息得到每個車載設備和路邊設備之間的信道質量，求得車載設備的實時傳輸速率，并通過車載設備的實時傳輸速率計算得出公平性優先級因子；

4)根據調度算法，由速度優先級因子、業務優先級因子、公平性優先級因子得出車載設備的用戶優先級，按優先級順序傳輸數據，更新并記錄平均傳輸速率；

5)更新車輛信息及信道信息，持續調度過程至循環終止。

本發明的方法還包括一個步驟：當接入車載通信網絡的車載設備即用戶離開路邊設備的覆蓋范圍時，則注銷該用戶狀態為0，取消反饋該無線鏈路下的信道條件，無需計算該用戶的優先級，減少運算量，如果判斷仍在該覆蓋范圍內，則該用戶仍為激活狀態1。

結合附圖閱讀本發明實施方式的詳細描述后，本發明的其他特點和優點將變得更加清楚。

附圖說明

圖1是本發明的車載通信系統調度方法整體流程圖；

圖2是不同車速車輛運行公平性示意圖；

圖3是車載系統調度算法與CSMA/CA性能比較圖；

圖4是車載調度算法下各業務的性能圖；

圖5是公平性性能比較圖；

具體實施方式