一種車路通信下行無線資源分配算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能交通，設(shè)及車路通信，具體設(shè)及一種基于TD-LTE的車路通信下行 無線資源分配算法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，車路通信多基于IE邸802. 11技術(shù)或2. 5G/3G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該些通 信系統(tǒng)基站覆蓋范圍有限，車載設(shè)備需頻繁切換路側(cè)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)帶寬不支持高質(zhì)量數(shù)據(jù)并 行實(shí)時傳輸。相比W上技術(shù)，LTE具備更大的基站覆蓋范圍，更好的頻譜效率，更高的傳輸 速率。我國的TD-LTE已經(jīng)商用，在典型的車路通信系統(tǒng)中，可W為交通系統(tǒng)中的人、車、路 =者之間的信息交互提供實(shí)用解決方案，為車路間進(jìn)行多媒體全交互通信提供充分保障。
[0003] 近年來，國內(nèi)外研究人員對TD-LTE下行無線資源分配算法進(jìn)行了大量的研究。但 在車路通信環(huán)境下，車輛數(shù)目集中，通信業(yè)務(wù)種類繁多，車輛相對位置快速變化，與行車安 全相關(guān)信息對Q〇S(QualityofService,服務(wù)質(zhì)量；包括業(yè)務(wù)流的速率、時延和丟包率等） 要求苛刻；因此，調(diào)度算法應(yīng)該在多用戶、多業(yè)務(wù)分布不均、信道質(zhì)量起伏變化的情況下，靈 活分配和動態(tài)調(diào)整TD-LTE車路通信網(wǎng)絡(luò)可用的無線資源。例如最早截止優(yōu)先算法
[0004] 巧arliestDeadlineFirst,邸巧算法，要求每一個分組都必須在指定的期限 內(nèi)接收進(jìn)而避免丟包率，然而，EDF是信道無感知的算法，未考慮到無線環(huán)境的信道質(zhì)量 變化；PF(Proportional化ir，P巧調(diào)度算法適合調(diào)度非實(shí)時業(yè)務(wù)流，它考慮到了經(jīng)歷的 信道狀態(tài)和歷史數(shù)據(jù)速率。但PF調(diào)度算法不適合調(diào)度實(shí)時流，因?yàn)樗黁oS無保證的特 征；EXP/PF(E邱onentialPF，EXP/P巧和M-LWDF(ModifiedLargestWei曲tedDelay First,M-LWD巧算法可W滿足QoS需求，但是計(jì)算復(fù)雜度大，對調(diào)度器的硬件要求較高。
[0005] 因此，針對行業(yè)應(yīng)用的特殊性，研究一種計(jì)算復(fù)雜度低、效率高且滿足多種業(yè)務(wù) QoS需求的下行無線資源分配算法對基于TD-LTE的車路通信系統(tǒng)下行無線資源調(diào)度是非 常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于TD-LTE的車路通信 下行無線資源分配算法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中車路通信下行無線資源分配算法無法對與行車 安全相關(guān)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行優(yōu)先調(diào)度，W保證行車安全的問題；同時解決了由于對實(shí)時數(shù)據(jù)流 進(jìn)行差異化調(diào)度過程中產(chǎn)生的其他數(shù)據(jù)流的的QoS需求難W兼顧保證的問題；同時也解決 了現(xiàn)有技術(shù)中無法在感知信道質(zhì)量變化后對信道進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)充調(diào)整的問題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予W實(shí)現(xiàn)：
[000引如圖1至圖5所示，一種車路通信下行無線資源分配算法，通過業(yè)務(wù)流輸入模塊輸 入基站發(fā)出的業(yè)務(wù)流，包括W下步驟：
[0009] 步驟一，業(yè)務(wù)流通過業(yè)務(wù)流輸入模塊輸入業(yè)務(wù)分類器中根據(jù)QCI和業(yè)務(wù)流類型將 每個分組進(jìn)行分類，業(yè)務(wù)流至少包括W下幾種業(yè)務(wù)流：行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流、非行車安 全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流和非實(shí)時業(yè)務(wù)流；
[0010] 行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流的典型應(yīng)用為交通事故預(yù)警業(yè)務(wù)流；非行車安全相關(guān)實(shí) 時業(yè)務(wù)流的典型應(yīng)用為IP電話，視頻流，非實(shí)時業(yè)務(wù)流的典型應(yīng)用為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問。
[0011] 待調(diào)度業(yè)務(wù)流分組進(jìn)入eNodeB，等待資源分配器為其分配下行無線資源。eNodeB 中的RRC(RadioResourceControl,RRC)進(jìn)程獲得業(yè)務(wù)分組的QCI，對分組進(jìn)行分類。根據(jù) 不同業(yè)務(wù)的QoS要求，將進(jìn)入MAC實(shí)體的全部分組進(jìn)行分類。分類函數(shù)如
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車路通信下行無線資源分配算法，通過業(yè)務(wù)流輸入模塊輸入基站發(fā)出的業(yè)務(wù) 流，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一，業(yè)務(wù)流通過業(yè)務(wù)流輸入模塊輸入業(yè)務(wù)分類器中根據(jù)QCI和業(yè)務(wù)流類型將每個 分組進(jìn)行分類，業(yè)務(wù)流至少包括以下幾種業(yè)務(wù)流：行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流、非行車安全相 關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流和非實(shí)時業(yè)務(wù)流； 步驟二，在業(yè)務(wù)分類器中對行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流進(jìn) 行差異化函數(shù)的可調(diào)參數(shù)組賦值，所示的差異化函數(shù)為：
式中：gi(t)表示差異化函數(shù)值；ay by (^都表示可調(diào)參數(shù)，三者組成可調(diào)參數(shù)組；t表 示隊(duì)頭時延的數(shù)值，隊(duì)頭時延的單位為毫秒；i表示第i個分組； 步驟三，將步驟二中賦值后的行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流 輸入第一調(diào)度模塊的實(shí)時緩沖隊(duì)列中等待調(diào)度，按照FIFO原則，行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流 和非行車安全相關(guān)實(shí)業(yè)務(wù)的分組進(jìn)入調(diào)度隊(duì)列，轉(zhuǎn)入第一級資源調(diào)度： 步驟3. 1，根據(jù)隊(duì)頭時延計(jì)算差異化函數(shù)值； 步驟3. 2,計(jì)算每個行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流的分組的 逼近參數(shù)，所示的逼近參數(shù)計(jì)算公式如下：
式中：mEDF表示逼近參數(shù)；τ i表示第i個分組的時延閾值的值，Droui表示第i個分組的 隊(duì)頭時延的值，即第i個分組的t，時延閾值和隊(duì)頭時延的單位均為毫秒； 步驟3. 3,計(jì)算每個行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流的分組的
，其中： A (k)為每個分組根據(jù)對應(yīng)的CQI，即業(yè)務(wù)的UE信道質(zhì)量反饋報(bào)告獲得的即時傳輸速 率，k表示第k個時隙； 瓦(/:) = 0.8瓦(A-1) + 0.2R⑷，瓦⑷表示第i個分組的歷史平均傳輸速率； 步驟3. 4,獲得第一級調(diào)度的度量，計(jì)算公式如下：
步驟3.5,獲得在第k個時隙中的具有最大第一級調(diào)度的度量的分組，即 = max ^，然后將第k個時隙中RB的預(yù)分配給該分組； 步驟四，判斷在第k個時隙中的RB是否能夠滿足該分組的傳輸數(shù)據(jù)量需求，如果可以 滿足傳輸需求，將第k個時隙中的RB分配給該業(yè)務(wù)分組，并且將該分組從調(diào)度隊(duì)列中刪除， 完成一次無線資源分配； 如果在第k個時隙中剩余的RB無法滿足業(yè)務(wù)分組傳輸數(shù)據(jù)需求，則結(jié)束在第k個時隙 中的第一階段資源分配，等待第k+Ι個時隙；在第k+Ι個時隙中重復(fù)步驟三中的步驟3. 1至 步驟3. 5,直至隊(duì)列中行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流和非行車安全相關(guān)實(shí)時業(yè)務(wù)流的分組數(shù)量 為0,也結(jié)束第一階段的無線資源分配。
2. 如權(quán)利要求1中所述的車路通信下行無線資源分配算法，其特征在于：還包括以下 步驟： 對于業(yè)務(wù)分類器中的非實(shí)時業(yè)務(wù)流，輸入第二調(diào)度模塊的非實(shí)時緩沖隊(duì)列中等待調(diào) 度，按照FIFO原則，將非實(shí)時業(yè)務(wù)流的分組進(jìn)入調(diào)度隊(duì)列，等待進(jìn)入第二級資源調(diào)度： 步驟5. 1，當(dāng)?shù)趉個時隙中完成第一階段的無線資源分