[发明专利]蜂窝‑VANET异构网络中的协作通信方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及VANET(车辆自组织网络)异构网络的下行通信技术，具体为一种蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法。

背景技术

蜂窝-车辆自组织异构网络中，一些蜂窝网络信道质量差的车辆，如处于小区边缘的车辆，可以请求其他车辆在上行或者下行方向上协助传输数据，节点之间通过车辆自组织网络通信，协作节点与基站之间通过蜂窝网络通信；这种协作通信与传统的点到点通信不同，重点是利用无线传输的广播特性，允许无线网络中不同的用户或节点分享资源，通过分布式传输/处理而获得协作，这里的分布式传输就是指用户的信息不仅自身传输，而且还有协作用户或节点协作传输。文献《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.)设计一个蜂窝–VANET异构网中的车辆协作方案，以最大化总吞吐量。该方案使用二分图匹配算法调度协作节点，根据带宽、信道链路状况等信息生成每条边的权重，然后利用Kuhn-Munkres算法，求解最大权值匹配问题。然而，其假设条件存在两个问题：1.)为了生成二分图中每个边的权重，设计要求在每个调度时刻，每个车辆节点都需要把其与所有一跳邻居节点之间的信道信息上报到基站，该上报数据量较大，在实际场景中难以实现；2.)为了降低优化问题复杂度，论文假设VANET信道资源在所有需要协作的车辆节点之间平均分配，这忽视了VANET的空间特性，即，发射范围不相重叠的两个车辆节点可以共享VANET资源，而不会彼此影响对方。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有蜂窝-VANET异构网络中已有协作通信方法的不足，本发明提出一种蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法，基于分布式比例公平调度，复杂度低。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法，包括

(1)判断车辆节点是否可以作为协作节点；

(2)协作节点与基站之间无线资源分配；

(3)控制接入网络信道和按分布式的比例公平调度。

更进一步的，上述蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法中，所述判断车辆节点是否可以作为协作节点包括：车辆节点的平均信道质量大于给定门限则可以作为候选协作节点。

更进一步的，上述蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法中，所述判断车辆节点是否可以作为协作节点包括：车辆节点的平均信道质量小于给定门限则可以发起协作请求。

更进一步的，上述蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法中，在车辆节点周期性广播的信标信息中，增加N个比特位，其中至少第一个比特位标示该车辆节点是否为候选协作节点，并且增加的其余比特位标示车辆节点当前的信道质量；N为大于2的正整数。

更进一步的，上述蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法中，如果所述至少第一个比特位赋值为1则表示当前车辆节点是候选协作节点，如果赋值为0则表示其不是候选协作节点。

更进一步的，上述蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法中，如果车辆节点被选择为协作节点，则信标信息中标示其是否作为候选协作节点的比特位修改赋值为0。

更进一步的，上述蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法中，发起协作请求的车辆节点从蜂窝-VANET异构网络中的一跳邻居节点里，查找与基站之间信道质量最好的、与自身之间的链路持续期大于预设门限值且未被其他车辆作为协作节点的候选协作节点，作为协作节点。

更进一步的，上述蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法中，所述协作节点与基站之间无线资源分配按照以下规则进行：

在协作通信场景下，基站分配给发起协作请求的车辆节点的资源与基站分配给所述协作节点的资源相等。

更进一步的，上述蜂窝-VANET异构网络中的协作通信方法中，所述控制接入VANET网络信道和按分布式的比例公平调度，包括：

(31)VANET网络中的车辆节点在每个时隙计算其优先权值，并在周期性广播的信标信息中用若干个比特位标示优先权值；