一种车联网的频谱管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车联网的频谱管理方法，该方法包括：根据车联网的目标部署环境的环境模拟生成频谱预分配策略；基于当前车联网的部署环境和频谱预分配策略迭代生成频谱分配方案；基于频谱分配方案实现当前车联网的部署环境下的频谱管理。根据本发明专利技术公开的方法和系统能够得到使得V2I容量和V2V传输时延可靠性最优的频谱分配方案，并且极大改善在线运行阶段优化频谱分配方案的收敛速度。快速收敛的频谱分配优化方案不仅能够更好适应车联网高动态的环境变化，同时也能有效减少在线学习阶段的学习开销。学习开销。学习开销。

【技术实现步骤摘要】
一种车联网的频谱管理方法及系统


[0001]本专利技术涉及无线传输
，尤其涉及一种车联网的频谱管理方法及系统。

技术介绍

[0002]3GPP为了更好支持智慧交通，定义了车联网V2X系统(vehicle
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everything)及其网络架构与关键技术。在V2X系统中，实时数据在车与车(V2V,vehicle
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vehicle)之间直接传输，无需通过网络，提供低时延高可靠性传输；而非实时数据主要在车与路边设备、基站之间(V2I,vehicle
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infrastructure)传输，采用较复杂的无线传输技术提供高速率传输。
[0003]从网络技术和资源管理的角度，V2V通信采用分布式点对点的无线传输方式，而V2I通信则采用的是基站集中控制的无线传输方式。V2I通信中的无线资源分配和调度，与传统蜂窝通信中所使用的方式是一致的，即基站集中管理和调度、基站与多个终端之间一对多进行通信。而V2V通信由于采用点对点通信，不同的点对点链路之间的通信是相互独立的。由于智慧交通车联网中同时存在V2I和V2V链路，如何有效管理和分配各个链路的频谱资源，是车联网中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种车联网的频谱管理方法，能够得到使得V2I容量和V2V传输时延可靠性最优的频谱分配方案。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面公开了一种车联网的频谱管理方法，所述方法包括：根据车联网的目标部署环境的环境模拟生成频谱预分配策略；基于当前车联网的部署环境和所述频谱预分配策略迭代生成频谱分配方案；基于所述频谱分配方案实现当前车联网的部署环境下的频谱管理。
[0006]在一些实施方式中，所述根据车联网的目标部署环境的环境模拟生成频谱预分配策略，包括：获取车联网的目标部署环境的先验知识并确定所述先验知识的关键传播参数；根据所述先验知识的关键传播参数模拟生成特定的车联网环境；对所述特定的车联网环境进行元强化学习，离线生成频谱预分配策略；其中，所述先验知识的关键传播参数至少包括平均车速、V2V链路传输数据包容量、V2I链路和V2V链路的快衰模型。
[0007]在一些实施方式中，基于当前车联网的部署环境和所述频谱预分配策略迭代生成频谱分配方案，包括：根据所述频谱预分配策略和当前车联网的部署环境在线生成频谱分配方案；获取所述频谱分配方案下的网络性能和环境测量反馈信息；通过所述网络性能和环境测量反馈信息迭代更新所述频谱分配策略。
[0008]在一些实施方式中，通过所述网络性能和环境测量反馈信息迭代更新所述频谱分配策略包括：将所述网络性能和环境测量反馈信息作为PPO算法的循环参数；利用所述循环参数迭代更新所述频谱分配策略。
[0009]在一些实施方式中，该方法还包括：获取迭代更新输出的多个频谱分配策略中的
最优频谱分配方案，基于所述最优频谱分配方案实现当前车联网的部署环境下的频谱管理。
[0010]本专利技术第二方面公开了一种车联网的频谱管理系统，所述系统包括：频谱预分配处理单元，用于根据车联网的目标部署环境的环境模拟生成频谱预分配策略；频谱分配处理单元，用于基于当前车联网的部署环境和所述频谱预分配策略迭代生成频谱分配方案；所述车联网的频谱管理系统基于所述频谱分配方案实现当前车联网的部署环境下的对固定基础设施和/或终端车辆的频谱管理。
[0011]在一些实施方式中，频谱预分配处理单元，包括：环境模拟模块，用于获取车联网的目标部署环境的先验知识并确定所述先验知识的关键传播参数，根据所述先验知识的关键传播参数模拟生成特定的车联网环境；离线学习算法模块，用于对所述特定的车联网环境进行元强化学习，离线生成频谱预分配策略；其中，所述先验知识的关键传播参数至少包括平均车速、V2V链路传输数据包容量、V2I链路和V2V链路的快衰模型。
[0012]在一些实施方式中，所述频谱分配处理单元包括在线学习模块，所述在线学习模块，用于根据所述频谱预分配策略和当前车联网的部署环境在线生成频谱分配方案，获取所述频谱分配方案下的网络性能和环境测量反馈信息，通过所述网络性能和环境测量反馈信息迭代更新所述频谱分配策略。
[0013]在一些实施方式中，所述在线学习模块中，通过所述网络性能和环境测量反馈信息迭代更新所述频谱分配策略包括：将所述网络性能和环境测量反馈信息作为PPO算法的循环参数；利用所述循环参数迭代更新所述频谱分配策略。
[0014]在一些实施方式中，所述频谱分配处理单元还实现为：获取迭代更新输出的多个频谱分配策略中的最优频谱分配方案，基于所述最优频谱分配方案实现当前车联网的部署环境下的频谱管理。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0016]实施本专利技术能够基于元学习与强化学习的结合，采用离线学习与在线学习相结合的方法实现车联网中的频谱管理与分配，以离线学习结果为基础进行在线学习，能够极大改善在线运行阶段优化频谱分配方案的收敛速度。快速收敛的频谱分配优化方案不仅能够更好适应车联网高动态的环境变化，同时也能有效减少在线学习阶段的学习开销。得到使得V2I容量和V2V传输时延可靠性最优的频谱分配方案。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例公开的一种车联网的频谱管理的方法流程示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例公开的一种应用了车联网的频谱管理方法的效果示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例公开的一种车联网的频谱管理系统示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例公开的一种车联网的频谱管理装置结构示意图。
具体实施方式
[0021]为了更好地理解和实施，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前
提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本专利技术实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
[0023]由于车联网环境的高动态性难以表征为传统模型，机器学习类方法因其所具有的自动学习和适应能力而成为车联网频谱分配技术中的有力工具。然而在实际部署中应用机器学习类方法，受到具体算法实现架构的约束，常常产生各种问题，使得其所能获得的实际性能增益大打折扣。为了运行机器学习算法，通常采用模拟环境数据，或者在线学习的方式。如果采用模拟环境数据，主要问题在于模拟环境与真实环境的差异，将降低学习的性能。如果采用在线学习的方式，主要问题包括：集中式处理架构在学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车联网的频谱管理方法，其特征在于，所述方法包括：根据车联网的目标部署环境的环境模拟生成频谱预分配策略；基于当前车联网的部署环境和所述频谱预分配策略迭代生成频谱分配策略；基于所述频谱分配策略实现当前车联网的部署环境下的频谱管理。2.根据权利要求1所述的车联网的频谱管理方法，其特征在于，所述根据车联网的目标部署环境的环境模拟生成频谱预分配策略，包括：获取车联网的目标部署环境的先验知识并确定所述先验知识的关键传播参数；根据所述先验知识的关键传播参数模拟生成特定的车联网环境；对所述特定的车联网环境进行元强化学习，离线生成频谱预分配策略；其中，所述先验知识的关键传播参数至少包括平均车速、V2V链路传输数据包容量、V2I链路和V2V链路的快衰模型。3.根据权利要求2所述的车联网的频谱管理方法，其特征在于，基于当前车联网的部署环境和所述频谱预分配策略迭代生成频谱分配策略，包括：根据所述频谱预分配策略和当前车联网的部署环境在线生成频谱分配方案；获取所述频谱分配方案下的网络性能和环境测量反馈信息；通过所述网络性能和环境测量反馈信息迭代生成频谱分配策略。4.根据权利要求3所述的车联网的频谱管理方法，其特征在于，通过所述网络性能和环境测量反馈信息迭代生成频谱分配策略包括：将所述网络性能和环境测量反馈信息作为PPO算法的循环参数；利用所述循环参数迭代更新所述频谱预分配策略生成频谱分配策略。5.根据权利要求1
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4任一项所述的车联网的频谱管理方法，其特征在于，所述方法还包括：获取迭代更新输出的多个频谱分配策略中的最优频谱分配方案，基于所述最优频谱分配方案实现当前车联网的部署环境下的频谱管理。6.一种车联网的频谱管理系统，其特征在于，所述系统包括：频谱预分配处理单元，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗泽宙，黄凯，王可馨，梁乐，金石，付杰尉，
申请(专利权)人：广东省新一代通信与网络创新研究院，
类型：发明
国别省市：