[发明专利]基于时隙负载均衡的车联网资源选择方法

说明书

本发明提出了一种基于时隙负载均衡的车联网资源选择方法，旨在保证在相同资源利用率的前提下，通过实现多台车辆选择通信所使用的时频资源块在时隙上负载均衡，进一步降低车联网系统的丢包率，以提高侧链路通信的可靠性，实现步骤为：1)构建车联网和资源池2)每台车辆V_a构建感知窗口内的感知时频资源集和选择窗口内的候选时频资源集3)每台车辆V_a基于时隙负载均衡对候选时频资源集中的可用候选时频资源块进行筛选；4)每台车辆V_a获取资源选择结果。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种车联网资源选择方法，具体涉及一种基于时隙负载均衡的分布式车联网资源选择方法，可用于车辆网中车与车之间自主通信。

背景技术

作为无线通信、物联网技术在汽车交通领域的应用，车联网技术飞速发展，其场景可以被归纳为“车联万物(Vehicle to Everything，简称为V2X)”。第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Program，简称为3GPP)在2015年发布的第12版标准中规定了基于蜂窝网络架构的V2X技术(Cellular-V2X，简称为C-V2X)。随着协议标准的不断发展，C-V2X目前经历了LTE-V2X、5G NR(New Radio)V2X两个阶段。

车联网中，车与车直接通信链路的信道资源被划分为互相正交的时频资源块，车辆的通信方式为半双工通信方式，即车辆在发送信息的时隙，不能接收其他车辆发送的信息。车联网中车辆进行通信时，需要对时频资源进行选择。C-V2X中资源选择方法一般分为两类，一类是基于基站等基础设施统一感知的集中式资源选择方法，即基站获取多个车辆用户的业务需求等信息，统一地为用户分配时频资源；另一类是基于单个车辆自主感知的分布式资源选择方法，这种方法不需要设备的统一管控，车辆基于对网络中时频资源占用情况的自主感知，基于使用侧链路(Sidelink)的D2D(Device-to-Device)技术，实现车与车(Vehicle to Vehicle，简称为V2V)直接通信。

由于可以不受限于基础设施的有无，分布式资源选择方法可以更好地满足车联网之间的通信需求，成为了目前的研究热点。车联网中多数业务具有一定的周期性，为适配这种业务特性，在C-V2X框架下，分布式资源选择方法的主流思想为基于感知的半持续选择(Semi-Persistent Scheduling，简称SPS)方案。该方案的主要思想为：单个车辆在进行资源选择时，预先对过去一个时间窗口内的时频资源占用情况进行感知，排除掉被其它用户占用的资源；在未来一个时间窗口内，车辆在所剩的资源中，根据业务数据量，随机选择若干时频资源，并周期性地占用该时频资源，该占用周期等于该业务的发送周期；在周期性地占用资源持续一段时间后，依概率p决定继续占用该位置的资源或者重新选择资源，重新选择资源的操作与第一次选择资源的操作相同。通过SPS方案，可以实现车联网中时频资源的“一次选择，周期占用”，较好地适配车联网的业务特征。

车联网进行分布式资源选择时，需要在保障资源利用率的前提下，降低车辆间侧链路通信的丢包率，以提高车联网系统的可靠性。例如，申请公布号为CN112866947A，名称为“一种车联网中分布式资源选择方法”的专利申请，公开了一种车联网中分布式资源调度的方法，该方法首先初始化并更新每台车辆的业务缓存队列；再确定每台车确定调度目标业务集；然后通过通信装置获取调度目标单子帧资源集；车辆根据业务队列确定调度目标业务的传输目标次数以及业务单次传输所需的占用目标单子帧资源数量上限；最后获取车联网中分布式资源选择结果，旨在通过根据业务队列拥挤情况及业务服务质量参数调整单次调度的业务数量、顺序及业务冗余传输的次数，降低车辆间通信的丢包率，提高车联网系统的可靠性。

该方法通过业务队列管理和增加冗余传输降低了侧链路通信的丢包率，提高了车联网系统的可靠性，但是其未考虑车联网侧链路半双工通信模式中车辆在同一时隙不能同时进行数据包的发送与接收，即使发送数据包的车辆没有使用直接的冲突资源，也会因为发送数据包的车辆和接收数据包的车辆是在同一个时隙发送，导致接收车辆无法正确接收数据包，影响车辆间通信丢包率的进一步降低。