[发明专利]一种车联网可预测信道中V2V链路参数的分配方法

说明书

本发明公开了一种车联网可预测信道中V2V链路参数的分配方法，包括：(1)有利于路侧基站之间进行信道预估计的策略：将基于交通流预测的信道预估计方法加入到车联网系统中，通过RSU的回程级联方法，实现通信信道质量预估计的工作；(2)基于信道预估计的链路参数分配方法：在信道预估计策略控制下，利用RSU与OBU之间的V2I通信对信道质量进行预测，并根据预测的信道状况信息，自适应的分配广播频率、发送功率和调制编码方式等通信参数，以达到避免与缓解信道拥塞、提升信息传输质量的目的。

技术领域

本发明属于C-V2X通信技术领域，具体涉及一种车联网可预测信道中V2V链路参数的分配方法。

背景技术

近年来，车联网(internet of vehicles，IoV)成为国内外新一轮科技创新和产业发展的必争之地，进入产业爆发前的战略机遇期，正在催生大量新技术、新产品、新服务。其中以蜂窝通信为基础的车用无线通信技术C-V2X(cellular vehicle-to-everything)作为实现车辆与一切事物连接的载体，是推动车联网产业发展的关键技术之一，具有广阔的市场应用前景。C-V2X支持实现车与车(vehicle to vehicle，V2V)、车与路侧基础设施(vehicle to infrastructure，V2I)、车与人(vehicle to pedestrian，V2P)、车与云平台(vehicle to network/cloud，V2N/V2C)的全方位连接和信息交互。

V2V技术是通过任意车载终端(on board unit，OBU)之间进行数据交换与广播的直联通信方式。OBU可以实时获取周围车辆的车速、车辆位置、行车情况等信息。V2V通信主要应用于预警和避免交通事故的主动安全应用。V2I是指车载设备与路侧基础设施(如红绿灯、交通摄像头、路侧单元(road side unit，RSU)等)进行通信，路侧基础设施也可以获取附近区域车辆的信息并发布各种实时信息。然而，由于交通环境中车辆拓扑结构快速变化的特性，复杂的交通环境以及地理特性对无线通信过程的影响，会产生较大的通信干扰，导致通信链路质量下降甚至中断。动态变化的交通流特性更造成了信道负载的频繁变化，相关研究表明，交通流密度每10s就会进行一次改变，这种改变对通信过程所产生的影响不容忽视。

对于车联网系统来说，当道路上的交通流密度达到一定规模时，进行交通安全数据交互的周期性beacon消息会使无线信道的负载增加。而这些beacon消息是IoV安全应用中车辆或路侧单元相互感知、智能协作和检测潜在危险的基本消息，不能简单丢弃或者延缓。

为了确保其传输的实时性和可靠性，业内尝试研发了一些缓解信道拥塞的策略或方法，比如广播速率调整、调制编码方法选择和发送功率控制等链路自适应方法。这些方法在车辆对车联网信道环境能准确检测时有缓解信道拥塞的效果，但是在实际交通环境中避免信道拥塞的效果并不显著。

本发明设计的应用环境为ITS道路交通中的智能车联网通信系统，在该系统中，车辆通信信道的空间拓扑分布，与传统蜂窝移动网络中的信道空间拓扑分布，有着较大的区别。主要区别有两方面：一方面是道路的几何拓扑形状，限制了车辆的运动范围和趋势。另一方面是车联网的信道特点，车载通信终端比行人在一般的移动蜂窝网中，具有更快的移动性；这种快速变化的移动性，使得对于ITS下的信道建模与系统通信容量计算的研究工作，比普通运营的蜂窝移动通信网络，显得更加复杂。

综上所述，虽然目前在车联网的链路自适应技术研究与实际应用中，已经有了一些学术与工程界公认的抗信道拥塞技术和应用方案，但这些方案没有充分利用ITS信道的可预测性，显然需要根据实际的道路环境下信道可预测的特点与OBU的实时运动特性，进行合理的链路参数预分配和链路自适应技术优化。

发明内容