一種車路通信下行無線資源分配算法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于智能交通，設及車路通信，具體設及一種基于TD-LTE的車路通信下行 無線資源分配算法。
【背景技術】
[0002] 目前，車路通信多基于IE邸802. 11技術或2. 5G/3G移動通信網絡技術。該些通 信系統基站覆蓋范圍有限，車載設備需頻繁切換路側設備，網絡帶寬不支持高質量數據并 行實時傳輸。相比W上技術，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已經商用，在典型的車路通信系統中，可W為交通系統中的人、車、路 =者之間的信息交互提供實用解決方案，為車路間進行多媒體全交互通信提供充分保障。
[0003] 近年來，國內外研究人員對TD-LTE下行無線資源分配算法進行了大量的研究。但 在車路通信環境下，車輛數目集中，通信業務種類繁多，車輛相對位置快速變化，與行車安 全相關信息對Q〇S(QualityofService,服務質量；包括業務流的速率、時延和丟包率等） 要求苛刻；因此，調度算法應該在多用戶、多業務分布不均、信道質量起伏變化的情況下，靈 活分配和動態調整TD-LTE車路通信網絡可用的無線資源。例如最早截止優先算法
[0004] 巧arliestDeadlineFirst,邸巧算法，要求每一個分組都必須在指定的期限 內接收進而避免丟包率，然而，EDF是信道無感知的算法，未考慮到無線環境的信道質量 變化；PF(Proportional化ir，P巧調度算法適合調度非實時業務流，它考慮到了經歷的 信道狀態和歷史數據速率。但PF調度算法不適合調度實時流，因為它QoS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，但是計算復雜度大，對調度器的硬件要求較高。
[0005] 因此，針對行業應用的特殊性，研究一種計算復雜度低、效率高且滿足多種業務 QoS需求的下行無線資源分配算法對基于TD-LTE的車路通信系統下行無線資源調度是非 常必要的。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于，提供一種基于TD-LTE的車路通信 下行無線資源分配算法，解決了現有技術中車路通信下行無線資源分配算法無法對與行車 安全相關的數據流進行優先調度，W保證行車安全的問題；同時解決了由于對實時數據流 進行差異化調度過程中產生的其他數據流的的QoS需求難W兼顧保證的問題；同時也解決 了現有技術中無法在感知信道質量變化后對信道進行相應補充調整的問題。
[0007] 為了實現上述技術任務，本發明采用如下技術方案予W實現：
[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，通過業務流輸入模塊輸 入基站發出的業務流，包括W下步驟：
[0009] 步驟一，業務流通過業務流輸入模塊輸入業務分類器中根據QCI和業務流類型將 每個分組進行分類，業務流至少包括W下幾種業務流：行車安全相關實時業務流、非行車安 全相關實時業務流和非實時業務流；
[0010] 行車安全相關實時業務流的典型應用為交通事故預警業務流；非行車安全相關實 時業務流的典型應用為IP電話，視頻流，非實時業務流的典型應用為網絡數據訪問。
[0011] 待調度業務流分組進入eNodeB，等待資源分配器為其分配下行無線資源。eNodeB 中的RRC(RadioResourceControl,RRC)進程獲得業務分組的QCI，對分組進行分類。根據 不同業務的QoS要求，將進入MAC實體的全部分組進行分類。分類函數如
[0012]
【主權項】
1. 一種車路通信下行無線資源分配算法，通過業務流輸入模塊輸入基站發出的業務 流，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一，業務流通過業務流輸入模塊輸入業務分類器中根據QCI和業務流類型將每個 分組進行分類，業務流至少包括以下幾種業務流：行車安全相關實時業務流、非行車安全相 關實時業務流和非實時業務流； 步驟二，在業務分類器中對行車安全相關實時業務流和非行車安全相關實時業務流進 行差異化函數的可調參數組賦值，所示的差異化函數為：
式中：gi(t)表示差異化函數值；ay by (^都表示可調參數，三者組成可調參數組；t表 示隊頭時延的數值，隊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實時業務流和非行車安全相關實時業務流 輸入第一調度模塊的實時緩沖隊列中等待調度，按照FIFO原則，行車安全相關實時業務流 和非行車安全相關實業務的分組進入調度隊列，轉入第一級資源調度： 步驟3. 1，根據隊頭時延計算差異化函數值； 步驟3. 2,計算每個行車安全相關實時業務流和非行車安全相關實時業務流的分組的 逼近參數，所示的逼近參數計算公式如下：
式中：mEDF表示逼近參數；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 隊頭時延的值，即第i個分組的t，時延閾值和隊頭時延的單位均為毫秒； 步驟3. 3,計算每個行車安全相關實時業務流和非行車安全相關實時業務流的分組的
，其中： A (k)為每個分組根據對應的CQI，即業務的UE信道質量反饋報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,獲得第一級調度的度量，計算公式如下：
步驟3.5,獲得在第k個時隙中的具有最大第一級調度的度量的分組，即 = max ^，然后將第k個時隙中RB的預分配給該分組； 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據量需求，如果可以 滿足傳輸需求，將第k個時隙中的RB分配給該業務分組，并且將該分組從調度隊列中刪除， 完成一次無線資源分配； 如果在第k個時隙中剩余的RB無法滿足業務分組傳輸數據需求，則結束在第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個時隙中重復步驟三中的步驟3. 1至 步驟3. 5,直至隊列中行車安全相關實時業務流和非行車安全相關實時業務流的分組數量 為0,也結束第一階段的無線資源分配。
2. 如權利要求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： 對于業務分類器中的非實時業務流，輸入第二調度模塊的非實時緩沖隊列中等待調 度，按照FIFO原則，將非實時業務流的分組進入調度隊列，等待進入第二級資源調度： 步驟5. 1，當第k個時隙中完成第一階段的無線資源分