基于5G-V2X的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于5G蜂窝车联网的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统，针对编队成员间的通信链路，将车辆编队在各路侧单元范围内的车辆数目作为频谱资源协同分配的关键控制参数，有效避免了RSU切换过程中可能出现的编队内干扰和RSU间干扰。针对RSU

【技术实现步骤摘要】
基于5G
‑
V2X的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统


[0001]本专利技术属于车辆自动驾驶
，具体涉及一种基于5G
‑
V2X的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统。

技术介绍

[0002]车辆编队是指由一组具有相同行驶方向的智能车辆组成的协同行驶系统。编队内的车辆通过5G
‑
V2X(5G CellularVehicle
‑
to
‑
Everything，5G蜂窝车联网)等通信技术进行实时的信息交换，以保持行驶速度、车辆间距、行驶路线等车辆行为的一致性，从而维持比传统车辆间更为紧密的安全距离。车辆编队具有提升交通容量、降低燃料消耗、增强车辆间的通信性能等优势，是未来智能交通系统中的重要场景之一。
[0003]编队内车辆分为编队管理者和编队成员两类。编队管理者是编队的数据中心和控制中心，对内负责编队事务的管理，对外代表编队与RSU(Roadside Unit，路侧单元)、其他编队以及自由车辆等进行编队相关事务的沟通。编队管理者由某一规则从编队成员中选出。编队成员是指编队内除管理者外的其他车辆。队头车辆是指编队内的第一辆车。
[0004]RSU是5G
‑
V2X体系的路侧控制中心，车辆编队与RSU间的通信对于编队的正常行驶是至关重要的。5G
‑
V2X体系中的RSU服务范围仅有几百米，而车辆的行驶速度通常为几十米每秒，这意味着车辆编队会面临着非常频繁的RSU切换。如果无法保证RSU切换期间RSU
‑
编队链路的通信质量(由于编队管理者负责代表编队与外界沟通，因此RSU
‑
编队链路具体指RSU
‑
编队管理者链路)，车辆编队的整体性能将会受到非常严重的影响。此外，车辆编队将车辆行驶图样从单车形式变为队列形式，引入了大量编队内车辆间的无线通信链路，这使得车辆编队在RSU切换过程中需要面临编队内干扰和小区间干扰的问题。
[0005]目前关于单车切换的研究已经较为完善，但由于车辆编队内车辆数目较多，通信类型较为复杂，现有的单车切换方案无法直接用于车辆编队的RSU切换。若编队内车辆各自采用单车切换方案进行RSU切换，则可能会出现编队内的干扰现象。
[0006]目前有研究针对车辆编队的RSU切换问题提出了小组切换方案。在小组切换方案中，RSU
‑
编队链路以及编队内车辆间通信的频谱资源按照某种规则整体从源RSU切换至目标RSU。例如依据队头车辆所在的位置进行切换，即队头车辆在哪个RSU的服务范围内，就由哪个RSU为车辆编队提供服务。由于RSU切换过程中会出现编队内车辆同时位于两个RSU范围内的阶段，因此小组切换方案会导致小区RSU间干扰的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对上述问题，提供了一种基于5G
‑
V2X的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统，用于于解决车辆编队在RSU切换过程中面临的通信问题。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种基于5G
‑
V2X的车辆编队无缝切换和资源分配方法，包括以下步骤:
[0010]设置时隙间隔Δt、CoMP模式和切换决策的功率迟滞门限P
c,thr
和P
h,thr
、CoMP模式
决策和切换决策的触发时间门限T
c,thr
和T
h,thr
、，其中CoMP模式为源RSU和目标RSU同时为车辆编队提供服务的情况，非CoMP模式为源RSU和目标RSU中的一个为车辆编队提供服务的情况，切换决策为RSU
‑
编队链路由源RSU切换至目标RSU的决策；
[0011]在每个时隙间隔Δt内，获取车辆编队管理者来自源RSU和目标RSU的参考信号强度P
r,s
和P
r,t
、车辆编队分别位于源RSU和目标RSU范围内的车辆数目K
s
和K
t
；
[0012]记录RSU
‑
编队链路进入CoMP模式前的等待时间C
timer
、RSU
‑
编队链路进行由源RSU切换至目标RSU前的等待时间H
timer
；
[0013]根据参考信号强度P
r,s
、P
r,t
与功率迟滞门限P
c,thr
、P
h,thr
的动态关系、以及等待时间C
timer
、H
timer
与触发时间门限T
c,thr
、T
h,thr
的动态关系，确定RSU
‑
编队链路为CoMP模式或非CoMP模式；
[0014]根据车辆数目K
s
、K
t
确定频谱资源的分配方式为协同分配模式或非协同分配模式，其中协同分配模式由源RSU和目标RSU共同为编队内车辆进行频谱分配，非协同分配模式由源RSU和目标RSU中的一个为编队内车辆进行频谱分配。
[0015]进一步地，根据参考信号强度P
r,s
、P
r,t
与功率迟滞门限P
c,thr
、P
h,thr
的动态关系、以及等待时间C
timer
、H
timer
与触发时间门限T
c,thr
、T
h,thr
的动态关系，确定RSU
‑
编队链路为CoMP模式或非CoMP模式，具体为：
[0016]当满足P
r,t
≥P
r,s
+P
h,thr
且H
timer
≥T
h,thr
，RSU
‑
编队链路进入非CoMP模式，将C
timer
、H
timer
均置零；
[0017]当满足P
r,t
≥P
r,s
+P
h,thr
、H
timer
<T
h,thr
且C
timer
≥T
c,thr
，RSU
‑
编队链路进入CoMP模式；
[0018]当满足P
r,t
+P
c,thr
≥P
r,s
且C
timer
≥T
c,thr
，RSU
‑
编队链路进入CoMP模式。
[0019]进一步地，根据车辆数目K
s
、K
t
确定频谱资源的分配方式为协同分配模式或非协同分配模式，具体为：
[0020]当K...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G
‑
V2X的车辆编队无缝切换和资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤:设置时隙间隔Δt、CoMP模式和切换决策的功率迟滞门限P
c,thr
和P
h,thr
、CoMP模式决策和切换决策的触发时间门限T
c,thr
和T
h,thr
、，其中CoMP模式为源RSU和目标RSU同时为车辆编队提供服务的情况，非CoMP模式为源RSU和目标RSU中的一个为车辆编队提供服务的情况，切换决策为RSU
‑
编队链路由源RSU切换至目标RSU的决策；在每个时隙间隔Δt内，获取车辆编队管理者来自源RSU和目标RSU的参考信号强度P
r,s
和P
r,t
、车辆编队分别位于源RSU和目标RSU范围内的车辆数目K
s
和K
t
；记录RSU
‑
编队链路进入CoMP模式前的等待时间C
timer
、RSU
‑
编队链路进行由源RSU切换至目标RSU前的等待时间H
timer
；根据参考信号强度P
r,s
、P
r,t
与功率迟滞门限P
c,thr
、P
h,thr
的动态关系、以及等待时间C
timer
、H
timer
与触发时间门限T
c,thr
、T
h,thr
的动态关系，确定RSU
‑
编队链路为CoMP模式或非CoMP模式；根据车辆数目K
s
、K
t
确定频谱资源的分配方式为协同分配模式或非协同分配模式，其中协同分配模式由源RSU和目标RSU共同为编队内车辆进行频谱分配，非协同分配模式由源RSU和目标RSU中的一个为编队内车辆进行频谱分配。2.根据权利要求1所述的车辆编队无缝切换和资源分配方法，其特征在于，根据参考信号强度P
r,s
、P
r,t
与功率迟滞门限P
c,thr
、P
h,thr
的动态关系、以及等待时间C
timer
、H
timer
与触发时间门限T
c,thr
、T
h,thr
的动态关系，确定RSU
‑
编队链路为CoMP模式或非CoMP模式，具体为：当满足P
r,t
≥P
r,s
+P
h,thr
且H
timer
≥T
h,thr
，RSU
‑
编队链路进入非CoMP模式，将C
timer
、H
timer
均置零；当满足P
r,t
≥P
r,s
+P
h,thr
、H
timer
<T
h,thr
且C
timer
≥T
c,thr
，RSU
‑
编队链路进入CoMP模式；当满足P
r,t
+P
c,thr
≥P
r,s
且C
timer
≥T
c...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭，董志浩，蒋宇飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：