[发明专利]一种车载通信系统无线资源调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于车载通信系统的无线资源调度方法，目的在于引入信道的时变特性和车辆的运动特性以及区分不同业务的服务质量要求，从而提高系统的整体吞吐量，并保证公平性；适用于车载通信系统中。

背景技术

传统的分组调度适用于对分组数据业务，针对分组到达时间间隔和分组长度的随机分布特点，从而对分组数据用户的业务来进行管理和调度，并由调度算法来具体决定分组传输的顺序与可使用的比特速率。同时，因为存在不断变化的无线信道衰落情况，需要考虑无线信道的时变特性，从而提高系统的效率，包括系统频率分集增益、时间分集增益和多用户分集增益。该项技术已成为当今各类通信系统的核心技术。无论是何种移动通信系统，调度算法的设计应充分考虑用户条件，并且兼顾到不同用户的公平性，以及对业务的区分度的服务质量要求要求QoS，比如分组时延和传输速率等。

在现有的车载通信系统中，其采用的是IEEE 802.11标准中的基于竞争的DCF分布式协调功能，即载波侦听/碰撞避免CSMA/CA的方式，设计初期的目的是用于无线局域网等移动性较小的环境中，具体包括载波检测机制、帧间间隔和随机退避流程，在每个节点上使用CSMA机制的分布接入算法，并让每个站都通过对信道的竞争来获取发送权，而为了避免碰撞，当所有的站完成发送后，必须继续监听并等待一段时间间隔后才可发送下一帧，其中帧间间隔的长短由该站发送的帧的类型决定，高优先级的等待时间很短，可以较快获得发送权，而低优先级的会被推迟发送，当信道从忙转为空闲时，各个站点就需要进入争用窗口并计算随机退避时间后接入信道并占用信道资源，其中，IEEE 802.11使用二进制指数退避算法。当针对不同的车载通信业务时，采用设置不同的竞争窗口参量竞争窗口最小值CWmin和竞争窗口最大值CWmax的大小来加以区分，现有多数的针对车载通信系统中资源调度模式的改进，主要都基于CSMA/CA方式，以调整竞争窗口相关的优先级设置来完成。

但是对于不断变化的车载通信无线信道的衰落，即时变的无线信道依然基于传统的802.11的调度方式，则没有充分考虑信道的具体情况，造成了整体系统性能的削弱，并且对于不同运行速度的车辆间公平性因素也没有得到充分考虑，需要考虑车辆的相对位置和运行速度等因素，而且仅通过设置不同的竞争窗长最小值和最大值来区分业务等级，这样的设置并不能理想的保证业务的服务质量需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载通信系统的调度方法，不仅可以增加系统整体性能，又能保证不同业务的服务质量需求，确保各类车载通信业务的时延要求，更好的提升系统中不同行驶速度的车载设备OBU与路边设备RSU间通信的公平性。

为实现上述目的，本发明提供一种车载通信系统的无线资源调度方法，其特征在于包含以下步骤：

1)路边设备判断车辆的状态信息，获得在激活状态下车辆的位置信息和运动信息，得到车载设备的速度优先级因子；

2)由车辆的激活状态生成其业务类型，按照业务的服务质量要求获得车载设备的业务优先级因子；

3)由车辆的位置信息和运动信息得到每个车载设备和路边设备之间的信道质量，求得车载设备的实时传输速率，并通过车载设备的实时传输速率计算得出公平性优先级因子；

4)根据调度算法，由速度优先级因子、业务优先级因子、公平性优先级因子得出车载设备的用户优先级，按优先级顺序传输数据，更新并记录平均传输速率；

5)更新车辆信息及信道信息，持续调度过程至循环终止。

本发明的方法还包括一个步骤：当接入车载通信网络的车载设备即用户离开路边设备的覆盖范围时，则注销该用户状态为0，取消反馈该无线链路下的信道条件，无需计算该用户的优先级，减少运算量，如果判断仍在该覆盖范围内，则该用户仍为激活状态1。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明的车载通信系统调度方法整体流程图；

图2是不同车速车辆运行公平性示意图；

图3是车载系统调度算法与CSMA/CA性能比较图；

图4是车载调度算法下各业务的性能图；

图5是公平性性能比较图；

具体实施方式