[发明专利]车联网中基于资源共享的资源管理和接入方案

说明书

技术领域

本发明提出一种适用于无线车辆通信领域，车对车通信与车对路通信的资源管理与接入方案，允许车联网中不同的车对车通信链路与车对路通信链路可以在路边中心单元的控制和调度下共享时间、频率资源进行通信，从而有效的提升整个车联网的通信容量和频谱效率。

背景技术

近年来，随着智能交通系统的提出和发展，车联网受到越来越广泛的关注和研究，在车联网中主要存在两种通信方式，即车对车(V2V)通信和车对路(V2I)通信。车联网是智能交通系统的基础信息承载平台，可为其采集实时的交通信息，及时广播安全与导航信息，在提高行车安全、减少交通事故、改善交通及驾驶环境等方面具有深远的意义。V2V通信可以使车辆实时监测到其附近道路上其他车辆的相关信息，为行车安全及智能驾驶等提供一种高科技的解决手段。V2I通信则可以使得车辆随时获悉其周边各类设施的相关信息，提供各类服务信息及数据网络接入。

对MAC层而言，关键技术主要是对MAC的资源进行管理，包括呼叫接纳和切换技术、调度技术、服务质量(QoS)架构、链路预测及自适应技术等。目前，车联网的MAC层接入方式主要可以分为两种：一是基于竞争的载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)，即节点在发送数据之前先进行载波侦听，如果信道是空闲的就发送数据，如果信道非空闲，则进行一定窗长的退避之后再进行侦听，直到侦听到信道空闲才能发送数据，具体参见G.Bianchi所著的“Performance analysis of of the IEEE802.11distributed coordination function”，IEEE Journal on Selected Areas in Communications，vol.18，no.3，Mar.2000；二是基于调度的资源独享方式，其中包括FDMA、TDMA等接入方式，即通过调度分配给各个节点相应的时间或频率资源，各车辆节点在不同的时频资源上进行数据传输，具体可参见H.A.Omar等所著的“VeMAC：A TDMA-based MAC protocol for reliable broadcast in VANETs”，IEEE Transactions on Mobile Computing，2012和H.Zhang等所著的“Quality-of-service driven power and subcarrier allocation policy for vehicular communication networks”，IEEE Journal on Selected Areas in Communications，vol.29，no.1，Jan.2011。但在现有车联网的MAC方案中，不论是基于CSMA/CA的随机竞争方案还是基于TDMA或者FDMA的调度方案，在某一特定的通信网络区域内，不同的通信链路(V2V通信链路或者V2I通信链路)之间是不允许共享资源进行通信的，因而在网络频谱效率的实现上是有限的。而随着车联网中车辆数和车辆通信需求的增多，现有车联网MAC方案在无法有效提升网路吞吐率和频谱效率方面的缺陷将会越来越明显，进而影响到整个网络的性能和车辆的QoS。

发明内容

本发明的目的在于针对车联网设计一种MAC层全新的资源管理和接入方案，可以有效的提升车联网的吞吐率和频谱效率，尤其是在网络负载较大时，仍然能保持较高的网络性能。

为实现上述目的，本发明提出了一种车联网中基于资源共享的资源管理和接入方法，其特征在于：

a)不同通信链路间的资源共享在路边中心单元的控制和调度下实现，路边中心单元根据车辆周期反馈的信道或位置信息做出资源调度决策，不同的通信链路依照路边中心单元的资源调度决策进行通信；

b)所述通信链路包括车对车通信链路以及车对路通信链路；

c)不同的车对车通信链路之间、车对路与车对车通信链路之间可以共享时间、频率资源进行各自的通信；

d)不同的车对路通信链路之间不允许共享资源。

基于这一资源管理和接入方法，本发明还设计了两种基于干扰图的资源共享方案，可以以较低的复杂度在不同的通信链路之间实现干扰受限的资源共享，有效的提升车联网的吞吐率和频谱效率。

结合附图阅读本发明具体实施方式的详细论述后，本发明的其他特点和优势将会更加清晰。

附图说明

图1是车联网场景示意图；

图2是针对图1网络场景的干扰预知图示意图；

图3是不同场景下两个通信链路之间的相对位置关系；