[發明專利]蜂窩?VANET異構網絡中的協作通信方法

有效

• 申請號: 201610194505.5
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105657776B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 馮振杰;劉國英;鄭霞
• 申請（專利權）人: 安陽師范學院
• 主分類號: H04W40/04
• 分類號: H04W40/04;H04W40/12;H04W28/22;H04W72/12;H04W74/08;H04W84/18;H04L29/08
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙)11357
• 代理人: 劉洪勛,王依

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及VANET(車輛自組織網絡)異構網絡的下行通信技術，具體為一種蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法。

背景技術

蜂窩-車輛自組織異構網絡中，一些蜂窩網絡信道質量差的車輛，如處于小區邊緣的車輛，可以請求其他車輛在上行或者下行方向上協助傳輸數據，節點之間通過車輛自組織網絡通信，協作節點與基站之間通過蜂窩網絡通信；這種協作通信與傳統的點到點通信不同，重點是利用無線傳輸的廣播特性，允許無線網絡中不同的用戶或節點分享資源，通過分布式傳輸/處理而獲得協作，這里的分布式傳輸就是指用戶的信息不僅自身傳輸，而且還有協作用戶或節點協作傳輸。文獻《A graph-based cooperative scheduling scheme for vehicular networks》(Zheng K,Liu F,Zheng Q,et al.A graph-based cooperative scheduling scheme for vehicular networks,Vehicular Technology,IEEE Transactions on,2013,62(4):1450-1458.)設計一個蜂窩–VANET異構網中的車輛協作方案，以最大化總吞吐量。該方案使用二分圖匹配算法調度協作節點，根據帶寬、信道鏈路狀況等信息生成每條邊的權重，然后利用Kuhn-Munkres算法，求解最大權值匹配問題。然而，其假設條件存在兩個問題：1.)為了生成二分圖中每個邊的權重，設計要求在每個調度時刻，每個車輛節點都需要把其與所有一跳鄰居節點之間的信道信息上報到基站，該上報數據量較大，在實際場景中難以實現；2.)為了降低優化問題復雜度，論文假設VANET信道資源在所有需要協作的車輛節點之間平均分配，這忽視了VANET的空間特性，即，發射范圍不相重疊的兩個車輛節點可以共享VANET資源，而不會彼此影響對方。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有蜂窩-VANET異構網絡中已有協作通信方法的不足，本發明提出一種蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法，基于分布式比例公平調度，復雜度低。

為解決上述技術問題，本發明采用技術方案的基本構思是：

一種蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法，包括

(1)判斷車輛節點是否可以作為協作節點；

(2)協作節點與基站之間無線資源分配；

(3)控制接入網絡信道和按分布式的比例公平調度。

更進一步的，上述蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法中，所述判斷車輛節點是否可以作為協作節點包括：車輛節點的平均信道質量大于給定門限則可以作為候選協作節點。

更進一步的，上述蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法中，所述判斷車輛節點是否可以作為協作節點包括：車輛節點的平均信道質量小于給定門限則可以發起協作請求。

更進一步的，上述蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法中，在車輛節點周期性廣播的信標信息中，增加N個比特位，其中至少第一個比特位標示該車輛節點是否為候選協作節點，并且增加的其余比特位標示車輛節點當前的信道質量；N為大于2的正整數。

更進一步的，上述蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法中，如果所述至少第一個比特位賦值為1則表示當前車輛節點是候選協作節點，如果賦值為0則表示其不是候選協作節點。

更進一步的，上述蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法中，如果車輛節點被選擇為協作節點，則信標信息中標示其是否作為候選協作節點的比特位修改賦值為0。

更進一步的，上述蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法中，發起協作請求的車輛節點從蜂窩-VANET異構網絡中的一跳鄰居節點里，查找與基站之間信道質量最好的、與自身之間的鏈路持續期大于預設門限值且未被其他車輛作為協作節點的候選協作節點，作為協作節點。

更進一步的，上述蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法中，所述協作節點與基站之間無線資源分配按照以下規則進行：

在協作通信場景下，基站分配給發起協作請求的車輛節點的資源與基站分配給所述協作節點的資源相等。

更進一步的，上述蜂窩-VANET異構網絡中的協作通信方法中，所述控制接入VANET網絡信道和按分布式的比例公平調度，包括：

(31)VANET網絡中的車輛節點在每個時隙計算其優先權值，并在周期性廣播的信標信息中用若干個比特位標示優先權值；