[發(fā)明專利]一種車路通信下行無(wú)線資源分配算法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510182002.1
• 申請(qǐng)日: 2015-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104837205B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙祥模;陳婷;徐志剛;白國(guó)柱;程鑫;周經(jīng)美;任亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W72/04
• 分類號(hào): H04W72/04
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李婷

1.一種車路通信下行無(wú)線資源分配方法，通過(guò)業(yè)務(wù)流輸入模塊輸入基站發(fā)出的業(yè)務(wù)流，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，業(yè)務(wù)流通過(guò)業(yè)務(wù)流輸入模塊輸入業(yè)務(wù)分類器中根據(jù)QoS分類標(biāo)識(shí)和業(yè)務(wù)流類型將每個(gè)分組進(jìn)行分類，業(yè)務(wù)流至少包括以下幾種業(yè)務(wù)流：行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流、非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流；

步驟二，在業(yè)務(wù)分類器中對(duì)行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流進(jìn)行差異化函數(shù)的可調(diào)參數(shù)組賦值，所示的差異化函數(shù)為：

式中：g_i(t)表示差異化函數(shù)值；a_i，b_i，c_i都表示可調(diào)參數(shù)，三者組成可調(diào)參數(shù)組；t表示隊(duì)頭時(shí)延的數(shù)值，隊(duì)頭時(shí)延的單位為毫秒；i表示第i個(gè)分組；

步驟三，將步驟二中賦值后的行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流輸入第一調(diào)度模塊的實(shí)時(shí)緩沖隊(duì)列中等待調(diào)度，按照FIFO原則，行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組進(jìn)入調(diào)度隊(duì)列，轉(zhuǎn)入第一級(jí)資源調(diào)度：

步驟3.1，根據(jù)隊(duì)頭時(shí)延計(jì)算差異化函數(shù)值；

步驟3.2，計(jì)算每個(gè)行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組的逼近參數(shù)，所示的逼近參數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：m_EDF表示逼近參數(shù)；τ_i表示第i個(gè)分組的時(shí)延閾值的值，D_HOL,i表示第i個(gè)分組的隊(duì)頭時(shí)延的值，即第i個(gè)分組的t，時(shí)延閾值和隊(duì)頭時(shí)延的單位均為毫秒；

步驟3.3，計(jì)算每個(gè)行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組的公平參數(shù)其中：

r_i(k)為每個(gè)分組根據(jù)對(duì)應(yīng)的信道品質(zhì)指示符，即業(yè)務(wù)的UE信道質(zhì)量反饋報(bào)告獲得的即時(shí)傳輸速率，k表示第k個(gè)時(shí)隙；

表示第i個(gè)分組的歷史平均傳輸速率；

步驟3.4，獲得第一級(jí)調(diào)度的度量m_i,k，計(jì)算公式如下：

步驟3.5，獲得在第k個(gè)時(shí)隙中的具有最大第一級(jí)調(diào)度的度量的分組，即然后將第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊預(yù)分配給該分組；

步驟四，判斷在第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊是否能夠滿足該分組的傳輸數(shù)據(jù)量需求，如果滿足傳輸需求，將第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊分配給該業(yè)務(wù)分組，并且將該分組從調(diào)度隊(duì)列中刪除，完成一次無(wú)線資源分配；

如果在第k個(gè)時(shí)隙中剩余的資源塊無(wú)法滿足業(yè)務(wù)分組傳輸數(shù)據(jù)需求，則結(jié)束在第k個(gè)時(shí)隙中的第一階段資源分配，等待第k+1個(gè)時(shí)隙；在第k+1個(gè)時(shí)隙中重復(fù)步驟三中的步驟3.1至步驟3.5，直至隊(duì)列中行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組數(shù)量為0，也結(jié)束第一階段的無(wú)線資源分配；

對(duì)于業(yè)務(wù)分類器中的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流，輸入第二調(diào)度模塊的非實(shí)時(shí)緩沖隊(duì)列中等待調(diào)度，按照FIFO原則，將非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組進(jìn)入調(diào)度隊(duì)列，等待進(jìn)入第二級(jí)資源調(diào)度：

步驟5.1，當(dāng)?shù)趉個(gè)時(shí)隙中完成第一階段的無(wú)線資源分配后，判斷第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊是否還有剩余，如果資源塊還有剩余，則轉(zhuǎn)入第二級(jí)資源調(diào)度；如果資源塊沒(méi)有剩余，則結(jié)束在第k個(gè)時(shí)隙中的第二階段資源分配，等待第k+1個(gè)時(shí)隙；

步驟5.2，當(dāng)資源塊還有剩余，轉(zhuǎn)入第二級(jí)資源調(diào)度時(shí)，按照步驟3.3計(jì)算非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流中的每個(gè)分組的公平參數(shù)，然后將獲得的該分組的公平參數(shù)直接作為第二級(jí)調(diào)度的度量m_i,k；

步驟5.3，獲得在第k個(gè)時(shí)隙中的具有最大第二級(jí)調(diào)度的度量的分組，即然后將第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊預(yù)分配給該分組；

步驟5.4，判斷在第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊是否能夠滿足該分組的傳輸數(shù)據(jù)量需求，如果滿足傳輸需求，將第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊分配給該業(yè)務(wù)分組，并且將該業(yè)務(wù)分組從調(diào)度隊(duì)列中刪除，完成第二次無(wú)線資源分配；

如果在第k個(gè)時(shí)隙中剩余的資源塊無(wú)法滿足業(yè)務(wù)分組傳輸數(shù)據(jù)需求，則結(jié)束在第k個(gè)時(shí)隙中的第一階段資源分配，等待第k+1個(gè)時(shí)隙；在第k+1個(gè)時(shí)隙中重復(fù)步驟5.1至5.3，直至調(diào)度隊(duì)列中的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組數(shù)量為0，也結(jié)束第二階段的無(wú)線資源分配。

2.一種車路通信下行無(wú)線資源分配系統(tǒng)，包括業(yè)務(wù)流輸入模塊，其特征在于，還包括與業(yè)務(wù)流輸入模塊相連的業(yè)務(wù)分類器，用于對(duì)業(yè)務(wù)流進(jìn)行分類；

業(yè)務(wù)分類器上連接有第一調(diào)度模塊，第一調(diào)度模塊用于差異化調(diào)度實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流；

業(yè)務(wù)分類器用于實(shí)現(xiàn)步驟一和步驟二的功能；

步驟一，業(yè)務(wù)流通過(guò)業(yè)務(wù)流輸入模塊輸入業(yè)務(wù)分類器中根據(jù)QoS分類標(biāo)識(shí)和業(yè)務(wù)流類型將每個(gè)分組進(jìn)行分類，業(yè)務(wù)流至少包括以下幾種業(yè)務(wù)流：行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流、非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流；

步驟二，在業(yè)務(wù)分類器中對(duì)行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流進(jìn)行差異化函數(shù)的可調(diào)參數(shù)組賦值，所示的差異化函數(shù)為：

式中：g_i(t)表示差異化函數(shù)值；a_i，b_i，c_i都表示可調(diào)參數(shù)，三者組成可調(diào)參數(shù)組；t表示隊(duì)頭時(shí)延的數(shù)值，隊(duì)頭時(shí)延的單位為毫秒；i表示第i個(gè)分組；

第一調(diào)度模塊用于實(shí)現(xiàn)步驟三和步驟四的功能；

步驟三，將步驟二中賦值后的行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流輸入第一調(diào)度模塊的實(shí)時(shí)緩沖隊(duì)列中等待調(diào)度，按照FIFO原則，行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組進(jìn)入調(diào)度隊(duì)列，轉(zhuǎn)入第一級(jí)資源調(diào)度：

步驟3.1，根據(jù)隊(duì)頭時(shí)延計(jì)算差異化函數(shù)值；

步驟3.2，計(jì)算每個(gè)行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組的逼近參數(shù)，所示的逼近參數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：m_EDF表示逼近參數(shù)；τ_i表示第i個(gè)分組的時(shí)延閾值的值，D_HOL,i表示第i個(gè)分組的隊(duì)頭時(shí)延的值，即第i個(gè)分組的t，時(shí)延閾值和隊(duì)頭時(shí)延的單位均為毫秒；

步驟3.3，計(jì)算每個(gè)行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組的公平參數(shù)其中：

r_i(k)為每個(gè)分組根據(jù)對(duì)應(yīng)的信道品質(zhì)指示符，即業(yè)務(wù)的UE信道質(zhì)量反饋報(bào)告獲得的即時(shí)傳輸速率，k表示第k個(gè)時(shí)隙；

表示第i個(gè)分組的歷史平均傳輸速率；

步驟3.4，獲得第一級(jí)調(diào)度的度量m_i,k，計(jì)算公式如下：

步驟3.5，獲得在第k個(gè)時(shí)隙中的具有最大第一級(jí)調(diào)度的度量的分組，即然后將第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊預(yù)分配給該分組；

步驟四，判斷在第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊是否能夠滿足該分組的傳輸數(shù)據(jù)量需求，如果滿足傳輸需求，將第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊分配給該業(yè)務(wù)分組，并且將該分組從調(diào)度隊(duì)列中刪除，完成一次無(wú)線資源分配；

如果在第k個(gè)時(shí)隙中剩余的資源塊無(wú)法滿足業(yè)務(wù)分組傳輸數(shù)據(jù)需求，則結(jié)束在第k個(gè)時(shí)隙中的第一階段資源分配，等待第k+1個(gè)時(shí)隙；在第k+1個(gè)時(shí)隙中重復(fù)步驟三中的步驟3.1至步驟3.5，直至隊(duì)列中行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組數(shù)量為0，也結(jié)束第一階段的無(wú)線資源分配；

業(yè)務(wù)分類器上還連接有第二調(diào)度模塊，第一調(diào)度模塊還與第二調(diào)度模塊相連，第二調(diào)度模塊用于調(diào)度非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流，使得優(yōu)先調(diào)度實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流，當(dāng)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流調(diào)度完畢且無(wú)線資源有剩余時(shí)，開(kāi)始調(diào)度非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流；

對(duì)于業(yè)務(wù)分類器中的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流，輸入第二調(diào)度模塊的非實(shí)時(shí)緩沖隊(duì)列中等待調(diào)度，按照FIFO原則，將非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組進(jìn)入調(diào)度隊(duì)列，等待進(jìn)入第二級(jí)資源調(diào)度；

第二調(diào)度模塊用于實(shí)現(xiàn)步驟5.1至步驟5.4的功能；

步驟5.1，當(dāng)?shù)趉個(gè)時(shí)隙中完成第一階段的無(wú)線資源分配后，判斷第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊是否還有剩余，如果資源塊還有剩余，則轉(zhuǎn)入第二級(jí)資源調(diào)度；如果資源塊沒(méi)有剩余，則結(jié)束在第k個(gè)時(shí)隙中的第二階段資源分配，等待第k+1個(gè)時(shí)隙；

步驟5.2，當(dāng)資源塊還有剩余，轉(zhuǎn)入第二級(jí)資源調(diào)度時(shí)，按照步驟3.3計(jì)算非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流中的每個(gè)分組的公平參數(shù)，然后將獲得的該分組的公平參數(shù)直接作為第二級(jí)調(diào)度的度量m_i,k；

步驟5.3，獲得在第k個(gè)時(shí)隙中的具有最大第二級(jí)調(diào)度的度量的分組，即然后將第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊預(yù)分配給該分組；

步驟5.4，判斷在第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊是否能夠滿足該分組的傳輸數(shù)據(jù)量需求，如果滿足傳輸需求，將第k個(gè)時(shí)隙中的資源塊分配給該業(yè)務(wù)分組，并且將該業(yè)務(wù)分組從調(diào)度隊(duì)列中刪除，完成第二次無(wú)線資源分配；

如果在第k個(gè)時(shí)隙中剩余的資源塊無(wú)法滿足業(yè)務(wù)分組傳輸數(shù)據(jù)需求，則結(jié)束在第k個(gè)時(shí)隙中的第一階段資源分配，等待第k+1個(gè)時(shí)隙；在第k+1個(gè)時(shí)隙中重復(fù)步驟5.1至5.3，直至調(diào)度隊(duì)列中的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流的分組數(shù)量為0，也結(jié)束第二階段的無(wú)線資源分配。