一种基于拥塞等级划分的LTE-V资源碰撞避免机制

为了降低车联网(Long Term Evolution-Vehicle to Everything,LTE-V)终端间的相互干扰并提升通信的可靠性,提出通过资源分配和拥塞控制来解决资源碰撞的问题。依据信道忙率(Channel Busy Ratio,CBR)划分拥塞等级,融合资源分配与拥塞控制提出相应的方案,形成资源碰撞避免机制。为了减少重选资源时发生的碰撞,提出了资源重选竞争退避机制以降低重选带来的不确定性;针对拥塞导致的碰撞,改变调制编码策略从而优化资源占用。仿真结果表明,与标准中基于感知的半持续调度(Semi-persistent Scheduling,SPS)相比,所提出的机制在传输距离为300 m时可以实现0.85以上的数据包投递率,有效减少资源碰撞,提升传输可靠性。

基于资源预选的车联网分布式调度方案

第三代合作伙伴(the 3rd generation partnership project,3GPP)为长期演进车对外界信息交互技术(long term evolution-vehicle to everything,LTE-V2X)定义了集中式(模式3)和分布式(模式4)两种通信模式。模式4支持直连通信,采用基于感知的半持续调度(semi-persistent scheduling,SPS)资源分配方案,车辆通过感知选择最佳的子信道。为了解决模式4中SPS算法存在的资源选择不确定性以及资源利用率低等问题,提出了资源预选方案,提前确定预选资源位置,并在感知过程中根据信道拥塞程度调整感知窗口大小和参考信号接收功率强度的加权方式,从而降低资源碰撞概率,提高传输的可靠性。仿真结果表明,与标准中SPS机制相比,所提出的资源分配方案在较高车流密度场景下可以有效提升数据包接收率,降低了通信时延,满足车联网(Internet of Vehicle,IoV)高可靠低时延的目标。

基于分布式反馈的C-V2X碰撞解除与重传机制

蜂窝车联网(Cellular Vehicle-to-Everything,C-V2X)系统中,针对调度算法不合理而造成的资源碰撞问题,提出一种基于分布式反馈的碰撞解除与丢包重传机制。该机制将C-V2X终端视为网络中的分布式节点,在各节点对周围碰撞进行识别的基础上,利用节点间的反馈信息进行碰撞的解除与恢复。首先终端依据设置的条件识别周围发生的碰撞事件,并在其传输中反馈观察到的碰撞事件。然后碰撞终端根据接收的反馈消息更换或保留资源,从而实现碰撞解除和资源协调。最后为了保证信息更新的实时性,解除碰撞的终端将发生碰撞的数据进行重传。仿真结果表明,与3GPP标准方案相比,在严重拥塞(300 veh./km)情况下所提出机制的数据包接收率提升约13%,数据包更新时延降低约200 ms,有利于满足车联网信息交互的高可靠低时延需求。

基于LTE-V2X的车联网资源分配算法

在车联网中的LTE-V2X系统中,资源分配包括集中式和分布式2种方式,针对分布式方式下SPS资源分配算法存在的半双工错误、隐藏终端错误和资源块冲突等问题,提出一种高速公路场景中基于行车方向的改进SPS算法。根据高速公路行车方向的特点,将资源池划分为2个子资源池,以减少相反方向车辆用户之间的潜在干扰。使每个资源块携带位置信息,从而降低SPS算法在资源重选时的碰撞概率。实验结果表明,与传统SPS算法相比,该算法可以有效提高分组接收率。

LTE-V2V中资源池的信道检测机制设计与优化

由于车车通信(V2V)在基于终端直通技术(D2D)实现时对可靠性和时延要求更加严格,D2D的无线资源分配需要重新设计,因此,对一种基于竞争的资源池资源分配方式进行讨论和改进。设计了一种在授权频段下的信道检测机制,通过对不同检测窗口的设计与分析,实现了车载终端(V-UE)通过信道检测,尽可能避免在选择资源池资源时发生资源碰撞导致信道质量下降。同时通过对时延要求不同的业务设定不同窗口,实现了对信道资源不同优先级的占用。通过系统级仿真,证明了该机制在提高信道质量的同时,能够实现对不同业务占用信道的时延差异。