基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法及装置，所述方法包括：获取基于多个路侧单元的车联网的数据在无线网络传输过程中的车联网帧结构；对车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段，并计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率和检测概率；对车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互，得到存在空闲频段的所有路侧单元，并计算所有路侧单元的协作虚警概率和协作检测概率；根据协作虚警概率和协作检测概率进行联合优化计算，得到车联网的最大吞吐量。本发明专利技术通过对车联网中的多个路侧单元和车辆进行联合优化，从而得到车联网的最大吞吐量，提高了车联网的平均传输功率及传输效率。

【技术实现步骤摘要】
基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法及装置
本专利技术涉及车联网
，尤其涉及一种基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法及装置。
技术介绍
车联网是基于C-V2X(CellularVehicle-to-Everything，蜂窝车联网)技术将路侧单元与车载单元的信息进行有效交互，可以让驾驶者能第一时间了解交通信息和危险状况。随着C-V2X及5G技术地快速发展，与之而来的更高安全性、更低时延和更海量连接等特性，极大地促进了智能驾驶和智慧交通发展。通过“车-路-云”协同，一方面推动智能网联汽车快速发展，提供更安全、更智能的出行方式；另一方面赋能智能路况综合感知、动态协同交通控制等功能，为智能交通发展奠定基础。未来发展到自动驾驶，只有汽车本身的智能化是远远不够的，路边基础设施如路侧单元也需要进行智能化改造，建设更高效、更稳定的车联网通信系统。但是，由于自动驾驶时汽车产生的数据量过于庞大，即使使用压缩算法，路侧单元与车辆通信时也会产生大量的带宽开销，因此这就需要对路侧单元和车辆进行联合优化，以获取车联网的最大吞吐量。然而，目前路侧单元和车辆的通信发展还处于萌芽状态，一般的路侧单元和车辆只能进行一对一的通信，无法实现多车辆和多路侧单元的通信，同时一般的通信方法也没有对路侧单元和车辆进行联合优化以获取最大吞吐量。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法及装置，通过对车联网中的多个路侧单元和车辆进行联合优化，从而得到车联网的最大吞吐量，提高了车联网的平均传输功率及传输效率。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法，包括：获取基于多个路侧单元的车联网的数据在无线网络传输过程中的车联网帧结构；对所述车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段，并计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率和检测概率；对所述车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互，得到存在空闲频段的所有路侧单元，并计算所有路侧单元的协作虚警概率和协作检测概率；根据所述协作虚警概率和所述协作检测概率进行联合优化计算，得到所述车联网的最大吞吐量。作为上述方案的改进，所述对所述车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段，并计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率和检测概率，具体包括：对所述车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段；若所述路侧单元存在空闲频段，则将该路侧单元的标记信息设为1；若所述路侧单元不存在空闲频段，则将该路侧单元的标记信息设为0；根据公式计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率；其中，Pif表示第i个路侧单元的虚警概率；λ表示检测门限；N0表示噪声功率；γ表示检测信噪比；ts表示检测持续时间；fs表示检测信号采样频率；Q(x)定义为根据公式计算存在空闲频段的路侧单元的检测概率；其中，Pid表示第i个路侧单元的检测概率。作为上述方案的改进，所述对所述车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互，得到存在空闲频段的所有路侧单元，并计算所有路侧单元的协作虚警概率和协作检测概率，具体包括：对所述车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互；统计所述标记信息为1的路侧单元，得到存在空闲频段的所有路侧单元；根据公式Λf＝1-(1-Pif)k计算所有路侧单元的协作虚警概率；其中，Λf表示协作虚警概率，k表示存在空闲频段的所有路侧单元的数量；根据公式Λd＝1-(1-Pid)k计算所有路侧单元的协作检测概率；其中，Λd表示协作检测概率。作为上述方案的改进，所述根据所述协作虚警概率和所述协作检测概率进行联合优化计算，得到所述车联网的最大吞吐量，具体包括：根据所述协作虚警概率及公式PACC＝(1-Λf)P0计算得到所述车联网的有效频段接入概率；其中，PACC表示有效频段接入概率，P0表示频段空闲概率；根据公式计算所述车联网的平均传输速率；其中，R表示平均传输速率，T表示车联网帧结构中每一帧的时长，tc＝kξ表示协作时间为，ξ表示平均每个路侧单元产生的时间开销，m∈(1,M)表示车联网中的某一辆车，M表示车联网中的车辆数量，Pm表示每辆车的发射功率，hm表示信道增益；根据公式计算所述车联网的最大吞吐量。作为上述方案的改进，所述根据公式计算所述车联网的最大吞吐量，具体为：令ts和k为固定值，采用凸优化法对每辆车的发射功率Pm进行优化，得到每辆车发射功率的最优值将代入公式计算所述车联网的最大吞吐量。作为上述方案的改进，所述公式的约束条件为：其中，表示检测概率下限，PINT表示干扰功率，表示最大干扰功率，PT表示总发射功率。作为上述方案的改进，所述车联网帧结构包括检测阶段、协作阶段和传输阶段；其中，所述车联网帧结构中的每一帧又包括检测时间、协作时间和传输时间。本专利技术实施例还提供了一种基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取装置，包括：获取模块，用于获取基于多个路侧单元的车联网的数据在无线网络传输过程中的车联网帧结构；第一计算模块，用于对所述车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段，并计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率和检测概率；第二计算模块，用于对所述车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互，得到存在空闲频段的所有路侧单元，并计算所有路侧单元的协作虚警概率和协作检测概率；第三计算模块，用于根据所述协作虚警概率和所述协作检测概率进行联合优化计算，得到所述车联网的最大吞吐量。本专利技术实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法。本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一项所述的基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法。相对于现有技术，本专利技术实施例提供的一种基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法及装置的有益效果在于：通过获取基于多个路侧单元的车联网的数据在无线网络传输过程中的车联网帧结构；对所述车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段，并计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率和检测概率；对所述车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互，得到存在空闲频段的所有路侧单元，并计算所有路侧单元的协作虚警概率和协作检测概率；根据所述协作虚警概率和所述协作检测概率进行联合优化计算，得到所述车联网的最大吞吐量。本专利技术实施例通过对车联网中的多个路侧单元和多个车辆进行联合优化，得到每个车辆的最优发射功率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法，其特征在于，包括：/n获取基于多个路侧单元的车联网的数据在无线网络传输过程中的车联网帧结构；/n对所述车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段，并计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率和检测概率；/n对所述车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互，得到存在空闲频段的所有路侧单元，并计算所有路侧单元的协作虚警概率和协作检测概率；/n根据所述协作虚警概率和所述协作检测概率进行联合优化计算，得到所述车联网的最大吞吐量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法，其特征在于，包括：
获取基于多个路侧单元的车联网的数据在无线网络传输过程中的车联网帧结构；
对所述车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段，并计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率和检测概率；
对所述车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互，得到存在空闲频段的所有路侧单元，并计算所有路侧单元的协作虚警概率和协作检测概率；
根据所述协作虚警概率和所述协作检测概率进行联合优化计算，得到所述车联网的最大吞吐量。


2.如权利要求1所述的基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法，其特征在于，所述对所述车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段，并计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率和检测概率，具体包括：
对所述车联网帧结构中的每个路侧单元进行频谱能量感知，检测每个路侧单元是否存在空闲频段；
若所述路侧单元存在空闲频段，则将该路侧单元的标记信息设为1；若所述路侧单元不存在空闲频段，则将该路侧单元的标记信息设为0；
根据公式计算存在空闲频段的路侧单元的虚警概率；其中，Pif表示第i个路侧单元的虚警概率；λ表示检测门限；N0表示噪声功率；γ表示检测信噪比；ts表示检测持续时间；fs表示检测信号采样频率；Q(x)定义为
根据公式计算存在空闲频段的路侧单元的检测概率；其中，Pid表示第i个路侧单元的检测概率。


3.如权利要求2所述的基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法，其特征在于，所述对所述车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互，得到存在空闲频段的所有路侧单元，并计算所有路侧单元的协作虚警概率和协作检测概率，具体包括：
对所述车联网帧结构中的所有路侧单元进行信息交互；
统计所述标记信息为1的路侧单元，得到存在空闲频段的所有路侧单元；
根据公式Λf＝1-(1-Pif)k计算所有路侧单元的协作虚警概率；其中，Λf表示协作虚警概率，k表示存在空闲频段的所有路侧单元的数量；
根据公式Λd＝1-(1-Pid)k计算所有路侧单元的协作检测概率；其中，Λd表示协作检测概率。


4.如权利要求3所述的基于多个路侧单元的车联网最大吞吐量获取方法，其特征在于，所述根据所述协作虚警概率和所述协作检测概率进行联合优化计算，得到所述车联网的最大吞吐量，具体包括：
根据所述协作虚警概率及公式PACC＝(1-Λf)P0计算得到所述车联网的有效频段接入概率；其中，PAC...

【专利技术属性】
技术研发人员：林凡，张秋镇，黄富铿，
申请(专利权)人：广州杰赛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44