一种车路通信下行无线资源分配算法
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能交通，设及车路通信，具体设及一种基于TD-LTE的车路通信下行 无线资源分配算法。
【背景技术】
[0002] 目前，车路通信多基于IE邸802. 11技术或2. 5G/3G移动通信网络技术。该些通 信系统基站覆盖范围有限，车载设备需频繁切换路侧设备，网络带宽不支持高质量数据并 行实时传输。相比W上技术，LTE具备更大的基站覆盖范围，更好的频谱效率，更高的传输 速率。我国的TD-LTE已经商用，在典型的车路通信系统中，可W为交通系统中的人、车、路 =者之间的信息交互提供实用解决方案，为车路间进行多媒体全交互通信提供充分保障。
[0003] 近年来，国内外研究人员对TD-LTE下行无线资源分配算法进行了大量的研究。但 在车路通信环境下，车辆数目集中，通信业务种类繁多，车辆相对位置快速变化，与行车安 全相关信息对Q〇S(QualityofService,服务质量；包括业务流的速率、时延和丢包率等） 要求苛刻；因此，调度算法应该在多用户、多业务分布不均、信道质量起伏变化的情况下，灵 活分配和动态调整TD-LTE车路通信网络可用的无线资源。例如最早截止优先算法
[0004] 巧arliestDeadlineFirst,邸巧算法，要求每一个分组都必须在指定的期限 内接收进而避免丢包率，然而，EDF是信道无感知的算法，未考虑到无线环境的信道质量 变化；PF(Proportional化ir，P巧调度算法适合调度非实时业务流，它考虑到了经历的 信道状态和历史数据速率。但PF调度算法不适合调度实时流，因为它QoS无保证的特 征；EXP/PF(E邱onentialPF，EXP/P巧和M-LWDF(ModifiedLargestWei曲tedDelay First,M-LWD巧算法可W满足QoS需求，但是计算复杂度大，对调度器的硬件要求较高。
[0005] 因此，针对行业应用的特殊性，研究一种计算复杂度低、效率高且满足多种业务 QoS需求的下行无线资源分配算法对基于TD-LTE的车路通信系统下行无线资源调度是非 常必要的。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种基于TD-LTE的车路通信 下行无线资源分配算法，解决了现有技术中车路通信下行无线资源分配算法无法对与行车 安全相关的数据流进行优先调度，W保证行车安全的问题；同时解决了由于对实时数据流 进行差异化调度过程中产生的其他数据流的的QoS需求难W兼顾保证的问题；同时也解决 了现有技术中无法在感知信道质量变化后对信道进行相应补充调整的问题。
[0007] 为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予W实现：
[000引如图1至图5所示，一种车路通信下行无线资源分配算法，通过业务流输入模块输 入基站发出的业务流，包括W下步骤：
[0009] 步骤一，业务流通过业务流输入模块输入业务分类器中根据QCI和业务流类型将 每个分组进行分类，业务流至少包括W下几种业务流：行车安全相关实时业务流、非行车安 全相关实时业务流和非实时业务流；
[0010] 行车安全相关实时业务流的典型应用为交通事故预警业务流；非行车安全相关实 时业务流的典型应用为IP电话，视频流，非实时业务流的典型应用为网络数据访问。
[0011] 待调度业务流分组进入eNodeB，等待资源分配器为其分配下行无线资源。eNodeB 中的RRC(RadioResourceControl,RRC)进程获得业务分组的QCI，对分组进行分类。根据 不同业务的QoS要求，将进入MAC实体的全部分组进行分类。分类函数如
[0012]
【主权项】
1. 一种车路通信下行无线资源分配算法，通过业务流输入模块输入基站发出的业务 流，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一，业务流通过业务流输入模块输入业务分类器中根据QCI和业务流类型将每个 分组进行分类，业务流至少包括以下几种业务流：行车安全相关实时业务流、非行车安全相 关实时业务流和非实时业务流； 步骤二，在业务分类器中对行车安全相关实时业务流和非行车安全相关实时业务流进 行差异化函数的可调参数组赋值，所示的差异化函数为：
式中：gi(t)表示差异化函数值；ay by (^都表示可调参数，三者组成可调参数组；t表 示队头时延的数值，队头时延的单位为毫秒；i表示第i个分组； 步骤三，将步骤二中赋值后的行车安全相关实时业务流和非行车安全相关实时业务流 输入第一调度模块的实时缓冲队列中等待调度，按照FIFO原则，行车安全相关实时业务流 和非行车安全相关实业务的分组进入调度队列，转入第一级资源调度： 步骤3. 1，根据队头时延计算差异化函数值； 步骤3. 2,计算每个行车安全相关实时业务流和非行车安全相关实时业务流的分组的 逼近参数，所示的逼近参数计算公式如下：
式中：mEDF表示逼近参数；τ i表示第i个分组的时延阈值的值，Droui表示第i个分组的 队头时延的值，即第i个分组的t，时延阈值和队头时延的单位均为毫秒； 步骤3. 3,计算每个行车安全相关实时业务流和非行车安全相关实时业务流的分组的
，其中： A (k)为每个分组根据对应的CQI，即业务的UE信道质量反馈报告获得的即时传输速 率，k表示第k个时隙； 瓦(/:) = 0.8瓦(A-1) + 0.2R⑷，瓦⑷表示第i个分组的历史平均传输速率； 步骤3. 4,获得第一级调度的度量，计算公式如下：
步骤3.5,获得在第k个时隙中的具有最大第一级调度的度量的分组，即 = max ^，然后将第k个时隙中RB的预分配给该分组； 步骤四，判断在第k个时隙中的RB是否能够满足该分组的传输数据量需求，如果可以 满足传输需求，将第k个时隙中的RB分配给该业务分组，并且将该分组从调度队列中删除， 完成一次无线资源分配； 如果在第k个时隙中剩余的RB无法满足业务分组传输数据需求，则结束在第k个时隙 中的第一阶段资源分配，等待第k+Ι个时隙；在第k+Ι个时隙中重复步骤三中的步骤3. 1至 步骤3. 5,直至队列中行车安全相关实时业务流和非行车安全相关实时业务流的分组数量 为0,也结束第一阶段的无线资源分配。
2. 如权利要求1中所述的车路通信下行无线资源分配算法，其特征在于：还包括以下 步骤： 对于业务分类器中的非实时业务流，输入第二调度模块的非实时缓冲队列中等待调 度，按照FIFO原则，将非实时业务流的分组进入调度队列，等待进入第二级资源调度： 步骤5. 1，当第k个时隙中完成第一阶段的无线资源分