一种V2X系统的同步方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种V2X系统的同步方法、装置及设备，其中，所述方法包括：第一设备在第一子帧的控制信道上发送同步控制信令的第一部分，以及，在所述第一子帧的业务信道上发送导频信号和所述同步控制信令的第二部分。本发明专利技术实施例可以解决GNSS信号覆盖盲区的V2X设备的同步问题。并且，本发明专利技术实施例不需要专门设置同步信道，从而可以降低同步过程的资源开销以及设备处理复杂度，并可以有效降低业务时延。

【技术实现步骤摘要】
一种V2X系统的同步方法、装置及设备
本专利技术涉及车联网
，尤其涉及一种车跟万物进行连接(V2X，VehicletoEverything)系统的同步方法、装置及设备。
技术介绍
随着车联网技术的迅速发展，越来越多的车载V2X设备开始投入使用。车载V2X设备通过车车通信，使车辆之间共享交通信息，从而使车辆能实时获取相对全面的交通信息，使车辆的安全行驶得到保证。利用全球导航卫星系统(GNSS，GlobalNavigationSatelliteSystem)信号来使自组网V2X设备之间保持同步是一个简便易行的同步方案，但在隧道或地下停车场等场景中存在GNSS信号强度较小甚或丢失的现象，从而导致各车载终端无法通过GNSS信号进行同步，进一步导致车载终端无法获取车联网内的各种通信信息，导致车辆的安全行驶受到威胁。现有的LTE-V2X标准中专门设立有同步信道，进行同步信号的发送，该同步信道称为物理旁路广播信道(PSBCH，PhysicalSidelinkBroadcastChannel)。同步周期为160ms标准，在160ms周期内配置一定的子帧资源用于进行PSBCH信道的传输，在这些子帧中无法传输业务信道的数据。标准进程中考虑到同步周期需要被10240整除，同步信息发送的开销，以及同步周期与典型业务周期的长度100ms的匹配，因此3GPPR14/R15研究的LTE-V2X技术同步周期被设定为160ms。其中：1)同步子帧个数：如果按照3GPP协议要求，覆盖外发送同步消息时，最少需要设置2个同步子帧，由于同步周期为160ms，系统帧的10240ms内有64个同步周期，共占用128个同步子帧，则系统帧内的同步子帧开销为1.25％。2)预留子帧定义：由于系统帧长10240ms，排除同步子帧、TDD的下行子帧和特殊子帧，对于剩余子帧用高层配置的比特位图(bitmap)取模后剩余的子帧就是预留子帧。3)预留子帧个数：由于bitmap只考虑设置为100ms，如果考虑存在同步子帧的情况，同步周期为160ms，同步子帧为128个，则预留子帧个数为：(10240-128)mod100＝12。目前行业标准中未考虑同步子帧，直接按照(10240-128)mod100＝40来获得预留子帧个数。4)预留子帧在系统帧内的分布：系统帧的10240ms内，按照预留子帧个数，平均分布预留子帧。5)物理子帧号：对系统帧的10240个子帧内的每一个子帧，进行编号，编号范围为0～10239，此为物理子帧号。6)逻辑子帧号：对于系统帧的10240个子帧内的每一个非预留子帧，进行编号，范围为0～10199，此为逻辑子帧号。7)解调参考信号(DMRS，DemodulationReferenceSignal)导频信号对于LTE-V2X系统和NR-V2X系统，在进行物理旁路控制信道(PSCCH，PhysicalSidelinkControlChannel)或物理旁路共享信道(PSSCH，PhysicalSidelinkShareChannel)的传输时，都会同时发送DMRS信号，用于接收侧的PSSCH信道检测之用。DMRS信号产生时需要使用特定的序列，产生序列的初始参数每10个逻辑子帧重置一次。同步子帧的存在可以解决没有GNSS信号情况下的车车通信的同步问题，但却增加了资源开销，加大了业务的时延，同时也增大了设备实现的复杂度。另外，LTE-V2X标准中除PSBCH信道外，还设立了两种物理信道。物理信道类型中业务信道主要承载业务数据，称为物理旁路共享信道(PSSCH，PhysicalSidelinkShareChannel)，而承载旁路控制信息(SCI，SidelinkControlinformation)的控制信道称为物理旁路控制信道(PSCCH，PhysicalSidelinkControlChannel)，可以指示每个业务信道的数据调制方式及频域时域资源范围。LTE-V2X标准中规定控制信道承载的控制信息比特数为32比特，具体内容如下：-优先级：3比特；-资源预留信息：4比特；-频域资源指示(RIV，Resourceindicationvalue)：比特数是-首传和重传的时间间隔：4比特；-调制编码方案：5比特；-重传指示比特：1比特；-保留的信息比特数：填充SCI格式1的信息比特为32，填充的比特置0目前子带个数最大为20，因此上述32比特中最多25比特被占用，至少存在7个填充比特。结合上面的背景描述内容，可以看到，现有LTE-V2X标准中利用预留同步子帧的方式并传输PSBCH信道来保证各V2X设备之间的同步，该技术存在以下缺点：1)同步子帧和预留子帧的总开销相对较大，这些开销会增大业务的传输时延，降低传输效率。2)同步信号在专用的PSBCH信道上传输，该信道与业务信道PSSCH和都不同，会增大产品实现的复杂度。如果直接利用GNSS信号来同步，虽然可以降低产品实现的复杂度，但存在以下缺点：在隧道、地下停车场等GNSS信号覆盖盲区，V2X设备无法收到GNSS信号，发生失步，设备间无法进行正常业务通信，无法获取这种场景下的交通信息，导致交通安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的至少一个实施例提供了一种V2X系统的同步方法、装置及设备，可以解决GNSS信号覆盖盲区的V2X设备的同步问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种V2X系统的同步方法，应用于已与V2X系统建立同步的第一设备，所述方法包括：第一设备在第一子帧的控制信道上发送同步控制信令的第一部分，以及，在所述第一子帧的业务信道上发送导频信号和所述同步控制信令的第二部分。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种V2X系统的同步方法，应用于第二设备，所述方法包括：在未搜索到全球导航卫星系统GNSS信号的情况下，第二设备检测第一设备在控制信道和业务信道上发送的信息，所述第一设备为已与V2X系统建立同步的设备；在第一子帧上检测到所述控制信道和业务信道上发送的同步控制信令的情况下，根据所述控制信道检测到的同步控制信令的第一部分，所述业务信道上检测到的导频数据和所述同步控制信令的第二部分，进行同步处理。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种V2X系统的同步装置，应用于已与V2X系统建立同步的第一设备，所述装置包括：发送模块，用于在第一子帧的控制信道上发送同步控制信令的第一部分，以及，在所述第一子帧的业务信道上发送导频信号和所述同步控制信令的第二部分。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种V2X系统的第一设备，所述第一设备已与V2X系统建立同步，所述第一设备包括：存储器、处理器、收发机及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：在第一子帧的控制信道上发送同步控制信令的第一部分，以及，在所述第一子帧的业务信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种V2X系统的同步方法，应用于已与V2X系统建立同步的第一设备，其特征在于，所述方法包括：/n第一设备在第一子帧的控制信道上发送同步控制信令的第一部分，以及，在所述第一子帧的业务信道上发送导频信号和所述同步控制信令的第二部分。/n

【技术特征摘要】
1.一种V2X系统的同步方法，应用于已与V2X系统建立同步的第一设备，其特征在于，所述方法包括：
第一设备在第一子帧的控制信道上发送同步控制信令的第一部分，以及，在所述第一子帧的业务信道上发送导频信号和所述同步控制信令的第二部分。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一子帧包括同步子帧、预留子帧或常规子帧，其中，在所述第一子帧为预留子帧的情况下，所述第一子帧的逻辑子帧号是按照预设规则定义的子帧号。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述控制信道为物理旁路控制信道PSCCH，所述业务信道为物理旁路共享信道PSSCH；
所述导频信号为解调参考信号DMRS。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述同步控制信令的第一部分包括有第一字段和第二字段，其中，所述第一字段用于指示第一子帧的子帧信息以及当前的控制信道是否承载了所述同步控制信令，所述第二字段的长度为1比特，用于指示对应的PSSCH信道的初传和重传之间是否存在预留子帧；
所述同步控制信令的第二部分，用于指示以下信息中的至少一种：第一设备的第一同步等级、第一设备的位置信息、第一子帧的无线帧号、第一子帧的帧头残留误差、子帧号，以及，通用协调时UTC。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在第一子帧的控制信道上发送同步控制信令的第一部分的步骤，包括：
在当前的控制信道承载了所述同步控制信令的情况下，对第一子帧的逻辑子帧号模10运算，得到第一余值；
根据余值与取值之间的第一对应关系，确定所述第一余值对应的第一取值，并根据所述第一取值设置所述第一字段，其中，所述第一对应关系中，每个取值对应于一个以上的余值。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述第一对应关系中的取值仅有1个且所述取值为1，对应于所述模10运算的所有余值；
或者，所述第一对应关系中的取值有10个且均为非零值，且所述取值与余值加1的和值一一对应；
或者，所述第一对应关系中的取值有m个且均为非零值，其中，至少一个取值对应于两个以上的余值，其中，m<10。


7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
在所述第一对应关系中的取值仅有1个的情况下，所述第一字段的长度为1比特；
在所述第一对应关系中的取值有10个的情况下，所述第一字段的长度为4比特；
在所述第一对应关系中的取值有m个的情况下，所述第一字段的长度为2或3比特。


8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述V2X系统为LTE-V2X系统的情况下，所述同步控制信令的第二部分通过MACCE与业务数据复用后承载于所述PSSCH中，所述同步控制信令的第一部分承载于所述PSCCH中；
在所述V2X系统为NR-V2X系统的情况下，所述同步控制信令的第二部分通过MACCE与业务数据复用后承载于所述PSSCH中，或者，承载于所述PSSCH的旁路控制信息SCI2中；所述同步控制信令的第一部分承载于所述PSCCH的SCI1中。


9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述在第一子帧的控制信道上发送同步控制信令的第一部分，以及，在所述第一子帧的业务信道上发送导频信号和所述同步控制信令的第二部分的步骤之前，所述方法还包括：
在搜索到全球导航卫星系统GNSS信号的情况下，第一设备根据所述GNSS信号建立与V2X系统的同步，并将自身的同步等级设置为最高同步等级，并重置失步计数器的计数值；
在未搜索到GNSS信号的情况下，第一设备检测第三设备在控制信道和业务信道上发送的信息，所述第三设备为已与V2X系统建立同步的设备；
在检测到第二子帧的控制信道和业务信道上发送的同步控制信令的情况下，根据所述第二子帧的控制信道检测到的同步控制信令的第一部分，所述第二子帧的业务信道上检测到的导频数据和所述同步控制信令的第二部分，进行同步处理；
在未检测到所述第二子帧的控制信道和业务信道上发送的同步控制信令的情况下，若所述第一设备处于准同步状态或第二同步等级的同步状态，则将失步计数器的计数值加一，并判断所述失步计数器的当前计数值是否超过对应门限，若是，则所述第一设备由所述准同步状态或同步状态进入失步状态。


10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，检测第三设备在控制信道和业务信道上发送的信息的步骤，包括：
检测得到所述第三设备在第二子帧的控制信道上发送的同步控制信令的第一部分中的第一字段的第二取值；
根据余值与取值之间的第二对应关系，确定所述第二取值对应的第一余值，其中，所述第二对应关系中，每个取值对应于一个以上的余值；
根据所述第二余值以及PSCCH信道译码成功后获得的CRC校验位和控制信息，确定对应的本地导频，并根据所确定的本地导频检测PSSCH，获得所述第二子帧上发送的同步控制信令的第二部分指示的信息。


11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，根据所确定的本地导频检测PSSCH的步骤，包括：
在所述第一设备处于准同步状态的情况下，若PSCCH译码成功但PSSCH译码失败，则基于PSCCH指示PSSCH信道首传和重传的逻辑子帧间隔x，以及，PSCCH上译码得到的所述第二字段指示PSSCH信道初传和重传之间是否存在预留子帧，计算出PSSCH信道首传和重传的物理子帧间隔，并根据所述物理子帧间隔进行PSSCH的合并译码。


12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，
所述第二对应关系中的取值仅有1个且取值为1，对应于所述模10运算的所有余值；
或者，所述第二对应关系中的取值有10个且均为非零值，且所述取值与余值加1的和值一一对应；
或者，所述第二对应关系中的取值有m个且均为非零值，其中，至少一个取值对应于两个以上的余值，其中，10>m。


13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，
在所述第二对应关系中的取值仅有1个的情况下，所述第一字段的长度为1比特；
在所述第二对应关系中的取值有10个的情况下，所述第一字段的长度为4比特；
在所述第二对应关系中的取值有m个的情况下，所述第一字段的长度为2或3比特。


14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述第二子帧的控制信道检测到的同步控制信令的第一部分，所述第二子帧的业务信道上检测到的导频数据和所述同步控制信令的第二部分，进行同步处理的步骤，包括：
在第一设备处于第一同步等级的同步状态的情况下：
若所述第三设备的第三同步等级优于所述第一同步等级，则根据所述第二子帧的控制信道检测到的同步控制信令和所述业务信道上检测到的导频数据，进行同步处理，并在同步完成后，更新自身的同步等级为劣于所述第三同步等级的下一级，并重置失步计数器的计数值；
若所述第三设备的第三同步等级不优于所述第一同步等级，则将失步计数器的计数值加一，并判断所述失步计数器的当前计数值是否超过对应门限，若是，则所述第一设备由同步状态进入失步状态。


15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述第二子帧的控制信道检测到的同步控制信令的第一部分，所述第二子帧的业务信道上检测到的导频数据和所述同步控制信令的第二部分，进行同步处理的步骤，包括：
在第一设备处于准同步状态的情况下：
根据所述第二子帧的控制信道上检测到的同步控制信令和所述业务信道上检测到的导频数据，进行同步处理，并在同步完成后，更新自身的同步等级为劣于所述第三同步等级的下一级，并重置失步计数器的计数值。


16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，，所述同步处理包括以下处理中的一种或多种：细定时处理、物理子帧号校准、频率校正、以及本地晶振校正。


17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，根据所述第二子帧的控制信道检测到的同步控制信令的第一部分，所述第二子帧的业务信道上检测到的导频数据和所述同步控制信令的第二部分，进行同步处理的步骤之前，所述方法还包括：粗定时处理，所述粗定时处理包括：
在第一设备处于失步状态的情况下，根据所述第二子帧的业务信道上接收到的业务子帧数据进行粗同步，以及，在粗同步成功后，获得子帧头的初步定时位置，更新自身的同步状态为粗同步状态，并重置失步计数器的计数值。


18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述细定时处理包括：
根据粗定时处理得到的子帧头的初步定时位置，进行PSCCH信道的盲检，检测成功后解析出PSCCH信道携带的同步控制信令的第一部分；
在根据本地导频检测PSSCH的过程中，根据信道估计的时域峰值点位置，获得子帧头定时偏移量；
以及，利用所述第二子帧的同步控制信令的第二部分指示的第三设备的位置信息和帧头残留误差，对子帧头定时偏移量进行补偿，并利用补偿后的子帧头定时偏移量，获得子帧头定时位置的细同步结果。


19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述物理子帧号校准包括：
利用所述第二子帧的同步控制信令的第二部分指示的第二子帧的无线帧号和子帧号，确定当前子帧的物理子帧号。


20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述频率校正包括：
获得虚载波的位置，并计算所有载波位置的功率，根据不同载波位置上功率相对关系，确定载波位置的偏移量，并根据所述偏移量对频率进行校准。


21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述本地晶振校正包括：
根据第一设备的自身位置以及所述第二子帧的同步控制信令的第二部分指示的第三设备的位置信息，计算得到第一设备与第三设备之间的距离；
利用细定时处理得到的子帧头定时位置、所述距离以及所述第二子帧的同步控制信令的第二部分指示的帧头残留误差，计算同步调整值；
根据所述同步调整值和本地晶振调整计数器的计数值，对本地晶振调整量进行计算和调整。


22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述同步调整值和细定时处理得到的子帧头定时位置和所述第三设备的帧头残留误差，计算第一设备的帧头残留误差，其中，每个发送同步控制信令的设备的帧头残留误差在同步控制信令的第二部分实时传送。


23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备为路侧单元RSU，且所述V2X系统包括第一类型RSU和第二类型RSU，所述第一类型RSU和第二类型RSU分别以预设密度分散部署于覆盖区域内；其中，
所述第一类型RSU通过空口接收其他设备在子帧的控制信道上发送的同步控制信令的第一部分，以及，在所述子...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗玉梅，周海军，李朦，
申请(专利权)人：大唐高鸿数据网络技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52