一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法技术

本发明专利技术提供了一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法，包括将信道评价的因素分为持久性和实时性，持久性因素由车载短距离通信网络(V2X)中路侧节点感知，将评价矩阵广播给经过的车载节点，车载节点将接收到的持久性评价矩阵同自身感知的实时性评价矩阵进行合并，再根据当前的业务需要和车载节点之间的距离进行多属性决策算法进行评价，对信道进行排序供车载节点进行信道选择。

A cognitive radio channel evaluation and selection method for vehicular short distance communication networks

The invention provides a wireless cognitive channel evaluation for vehicular short distance communication network selection method, including the factors of channel evaluation is divided into persistent and real-time, persistent factors by the short distance communication network (V2X) road side node, the evaluation matrix to the vehicle after the broadcast node, vehicle node the persistence of the received matrix are combined with their own perception of the real-time evaluation matrix, and then according to the needs of the business and the vehicle from the node multiple attribute decision algorithm for evaluation of channel order for vehicular node channel selection.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法
本专利技术涉及一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法，属于车载网

技术介绍
认知无线电(cognitiveradio,CR)作为一种智能频谱共享技术，通过感知外部环境，利用人工智能学习外部环境特征的变化，动态接入闲置频谱，有效提高频谱利用率。认知无线电通过动态频谱管理机制，利用频谱空穴，实现主次用户共享频谱。车载短距离通信(VehicletoX：V2X)网络是通过无线通信、GPS/GIS、传感等短距离通信技术实现的车内(CAN-ControllerAreaNetwork)、车路(Vehicle-2-RSU)、车间(Vehicle-2-Vehicle)、车外(vehicle-2-Infrastructure)、人车(Vehicle-2-Person)之间的通信。V2X具有固定授权的频段，但是带宽较窄。V2X中的大量信息服务类扩展类业务，由于授权带宽的限制，影响其业务种类的拓展和业务内容的多样性。认知无线电技术可以有效拓展V2X的工作频段，为扩展类业务提供高带宽的信道，由于V2X以信息服务为主的扩展类对时延要求不严格，非常适合在认知信道中传输。认知无线电中，次用户执行频谱感知，检测到可用频谱资源，根据可用信道的检测结果，依据多个属性对可用信道质量评价，并依据质量评估结果对可用信道进行排序，创建可用信道列表，然后根据业务需要进行信道选择。但是，对信道评价和选择，需要根据多个因素，有些因素，需要较长时间的感知周围环境的频谱才能获得较好的效果，而有些因素，需要根据当前的业务和实时的情况评价。但是，V2X中车载节点处于不断运动中，很难有较长时间感受和学习某个区域的频谱利用特性。因此，在V2X中，进行认知无线信道的评价和选择，面临极大的挑战。
技术实现思路
本专利技术提供了一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法，其主要方法是将信道评价的因素分为持久性和实时性，持久性因素由车载短距离通信网络(V2X)中路侧节点感知，将评价矩阵广播给经过的车载节点，车载节点将接收到的持久性评价矩阵同自身感知的实时性评价矩阵进行合并，再根据当前的业务需要和车载节点之间的距离进行多属性决策算法进行评价，对信道进行排序供车载节点进行信道选择。本专利技术包括三部分，分别是路侧节点和车载节点评估因素分离、路侧节点和车载节点评估数据生成、认知信道综合评价和选择。侧节点和车载节点评估因素分离中将信道评价需要的因素分为持久性和实时性，持久性因素由路侧节点感知和广播，实时性有车载节点感知。路侧节点和车载节点评估数据生成中，车载节点将获得的实时性因素参数同路侧节点广播的持久性因素合并后，生成评级用的完整矩阵。认知信道综合评价和选择将完整的评价矩阵，结合车载节点根据当前业务需要确定的权重，进行多属性决策运算。本专利技术提供了一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法，其特征在于，将信道评价的因素分为持久性和实时性，持久性因素由路侧节点感知，将评价矩阵广播给车载节点，车载节点将接收到的持久性评价矩阵同自身感知的实时性评价矩阵进行合并，再根据当前的业务需要和车载节点之间的距离进行多属性决策算法进行评价，对信道进行排序供车载节点进行信道选择.优选地，具体包括如下步骤S1、S2、S3：S1、路侧节点和车载节点评估因素分离，其包括S11、路侧节点评估因素设定；S12、车载节点评估因素设定；S2、路侧节点和车载节点评估数据生成，其包括S21、路侧节点评估数据获取；S22、车载节点评估数据获取；S3、认知信道综合评价和选择，其包括S31、决策矩阵的归一化；S32、确定业务加权矩阵；S33、确定正负理想方案；S34、计算理想方案与评估方案的距离；S35、计算相对贴近度；S36、评估信道排序和选择。优选地，所述步骤S11中，将认知信道评价需要的因素分为持久性和实时性，利用了路侧节点位置固定的特点，进行感知，组成持久性评价矩阵。优选地，所述步骤S12中，将认知信道评价需要的同车载节点周围实时环境和发起的业务相关的因素，有车载节点获得。优选地，所述步骤S21中，获得可用信道感知、用户积极性检测、频段和带宽的持久性评价矩阵，然后广播给经过的车载节点。优选地，所述步骤S22中，路侧节点根据周围实时环境和发起的业务获得信干噪比、相干带宽、相干时间，同接收到的路侧节点广播的持久性评价矩阵合并后组成完成的评价矩阵。优选地，所述步骤S3中，根据车载节点当前的业务需要，和收发两个车载节点的距离，对评价的因素设定加权系数，然后同合并后的评价矩阵，通过计算贴近度的方法，对各个信道进行排序，供车载节点选择认知信道。本专利技术利用V2X网络中路侧节点位置固定特点，将信道评价的因素，分为持久性和实时性两类，需要较长时间的持久性因素有路侧节点完成，并广播给经过的车载节点，车载节点将接收的持久性因素和实时性因素汇总后，对认知信道进行综合评价和排序，提供车载节点进行信道选择。附图说明图1是本专利技术方法的工作流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法，该方法步骤包括三部分，分别是路侧节点和车载节点评估因素分离、路侧节点和车载节点评估数据生成、认知信道综合评价和选择。以下实施例对本专利技术作进一步详细的描述。第一部分、路侧节点和车载节点评估因素分离由于车载节点具有快速移动的特点，因此在车载节点的认知信道选择中，持久性因素的评价比较难实现，路侧节点具有位置固定，在车载节点经过时能进行通信的特点，可以对持久性因素进行评价，但是路侧节点只能对一个较大的区域的认知信道的特性进行评价，无法精确对车载节点当前的位置的实时性认知信道的特性进行评价，因此需要对信道选择算法进行分类。1.1、路侧节点评估因素设定。持久性因素是需要较长时间感知和学习才能获得的因素，本实施例选择主用户活跃度、频段、带宽为持久性因素。1)主用户活跃度：认知无线电影响用户使用的最主要因素，在一个固定的地点进行较长时间的感知和学习能获得比较好的性能。2)频段：高频段覆盖范围小，传输速率高；低频段覆盖范围大，穿透能力强，支持高速移动，因此频率选择同不同应用场景是，权重会有较大的差别。频段同主用户活跃度配合，需要较长时间的感知和学习。3)带宽：指信道的最高和最低频率差，△w＝fh-fl。1.2、车载节点评估因素设定。实时性因素是在局部感知实时变化的因素，本实施例选择信干燥比、相干带宽、相干时间。1)信干噪比：次用户的接收信号与干扰信号和噪声的功率比，表示信道的质量，是能否正常通信的关键指标之一。信干燥比SINR如(式1)所示：其中，Pic是当前次级用户的发射功率，是其天线和路径增益，Nc是区域内认知用户的数量，表示了其他认知用户的发射功率和天线路径增益的累加对当前用户的干扰。是主用户的发射功率，是其天线和路径增益，Np是区域内主用户的数量，表示了主用户工作对当前次级用户的干扰，N0是信道的噪声功率。2)相干带宽：相干带宽定义为信道处于强相关的频率差范围，代表了电波传播中受到散射体影响而形成的反射、绕射或散射造成的多径叠加，导致时延扩展。3)相干时间：定义为信道处于强相关的时间差范围，表示无线通信中收发端之间存在相对径向运动时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法，其特征在于，将信道评价的因素分为持久性和实时性，持久性因素由路侧节点感知，将评价矩阵广播给车载节点，车载节点将接收到的持久性评价矩阵同自身感知的实时性评价矩阵进行合并，再根据当前的业务需要和车载节点之间的距离进行多属性决策算法进行评价，对信道进行排序供车载节点进行信道选择。

【技术特征摘要】
1.一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法，其特征在于，将信道评价的因素分为持久性和实时性，持久性因素由路侧节点感知，将评价矩阵广播给车载节点，车载节点将接收到的持久性评价矩阵同自身感知的实时性评价矩阵进行合并，再根据当前的业务需要和车载节点之间的距离进行多属性决策算法进行评价，对信道进行排序供车载节点进行信道选择。2.根据权利要求1所述的一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法，其特征在于，具体包括如下步骤S1、S2、S3：S1、路侧节点和车载节点评估因素分离，其包括S11、路侧节点评估因素设定；S12、车载节点评估因素设定；S2、路侧节点和车载节点评估数据生成，其包括S21、路侧节点评估数据获取；S22、车载节点评估数据获取；S3、认知信道综合评价和选择，其包括S31、决策矩阵的归一化；S32、确定业务加权矩阵；S33、确定正负理想方案；S34、计算理想方案与评估方案的距离；S35、计算相对贴近度；S36、评估信道排序和选择。3.根据权利要求2所述的一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道评价选择方法，其特征在于，所述步骤S11中，将认知信道评价需...

【专利技术属性】
技术研发人员：付景林，赵德胜，
申请(专利权)人：大唐高鸿信息通信研究院义乌有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33