本發(fā)明屬于無線通信，具體涉及一種lte-v2x模式3的疊加重傳方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來，5g、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的出現(xiàn)為汽車工業(yè)的發(fā)展和變革帶來了強(qiáng)大的支撐力。汽車的大量涌現(xiàn)給人類帶來舒適和便捷的同時(shí)，道路安全和環(huán)境污染等問題亦日益凸顯。在此背景下，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛與周圍車、人、基礎(chǔ)設(shè)施、云等全方位連接和高效可靠信息通信的車聯(lián)網(wǎng)(vehicle-to-everything，v2x)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其在保證安全駕駛、減少事故發(fā)生、節(jié)能減排等方面有獨(dú)到的優(yōu)勢。車聯(lián)網(wǎng)，是指按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，在“人-車-路-云”之間進(jìn)行信息交換的通信網(wǎng)絡(luò)，通信方式包括車車通信、車路通信、車人通信、車云通信、車網(wǎng)通信等。

2、目前全球車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)路線包括專用短程通信(dedicated?shortrange?communication，dsrc)和蜂窩車聯(lián)網(wǎng)(cellular?vehicle-to-everything，c-v2x)。dsrc物理層和媒體接入控制(media?access?control，mac)層采用ieee800.11p協(xié)議，提供短距離無線傳播技術(shù)，以車車和車路通信為主要方式。c-v2x技術(shù)則是由第三代合作伙伴計(jì)劃(the?3rd?generation?partnership?project，3gpp)主導(dǎo)，旨在將蜂窩通信技術(shù)和直通通信進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，同時(shí)支持直通和蜂窩通信，支持車人、車路、車車等各類應(yīng)用。作為比dsrc后發(fā)起的車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，c-v2x盡量重用蜂窩系統(tǒng)已有的上層協(xié)議，將研究重點(diǎn)聚焦于物理層和mac層技術(shù)，從而提供端到端的車聯(lián)網(wǎng)通信解決方案。2018年4月，福特公司于5g汽車通信技術(shù)聯(lián)盟(5g?automotive?association，5gaa)對比dsrc和c-v2x實(shí)際道路測試性能，在相同的模擬環(huán)境下，c-v2x的系統(tǒng)誤碼率明顯低于dsrc，具有更高的可靠性和穩(wěn)定性。

3、c-v2x技術(shù)在3gpp的標(biāo)準(zhǔn)化分為兩個(gè)階段，包括lte-v2x和nr-v2x(new?radio，nr)。lte-v2x是首個(gè)蜂窩車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)，確立了c-v2x的基本系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)原理。lte-v2x標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了兩種無線接口，蜂窩接口用于支持車輛與基站之間的通信，而pc5接口則支持車輛之間的直連通信，車輛可以通過pc5接口直接傳輸v2x業(yè)務(wù)信息，無需通過基站進(jìn)行中轉(zhuǎn)?；谏鲜黾軜?gòu)，3gpp在標(biāo)準(zhǔn)release14中定義了兩種車輛直連通信的模式(模式3和模式4)。其中，模式3采用基站輔助的資源分配機(jī)制，即基站通過信令向車輛分配資源，用于實(shí)現(xiàn)車輛之間的直連通信；而模式4采用自主資源選擇機(jī)制，車輛可以通過基于監(jiān)聽的半持久資源調(diào)度機(jī)制(semi-persistent?scheduling，sps)自主選擇通信資源。相比于無基站管控的模式4，模式3不僅能使通信資源的管理更加集中和有效，而且對于車輛密集的環(huán)境或者需要對通信資源進(jìn)行嚴(yán)格管理的場景，模式3可以提供更可靠的通信連接。

4、目前關(guān)于lte-v2x模式3中資源分配的算法可以根據(jù)是否有蜂窩用戶(cellularuser?equipment，cue)參與分為兩個(gè)方向：基于位置的方法和基于服務(wù)質(zhì)量的方法。前者主要考慮的是上、下行鏈路和直通鏈路通信資源彼此解耦，cue不會共享vue資源池，用于直通通信的資源位于its頻段，上、下行鏈路通信資源位于蜂窩頻段。后者考慮cue共享vue資源池，更加關(guān)注于v2i和v2v相互干擾下保證系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量。當(dāng)前l(fā)te-v2x重點(diǎn)關(guān)注于v2v傳輸可靠性以及數(shù)據(jù)包接收性能的提高，傳統(tǒng)的基于服務(wù)質(zhì)量的資源分配策略不能直接應(yīng)用于當(dāng)前的lte-v2x系統(tǒng)，并且現(xiàn)有的基于距離進(jìn)行資源分配的算法鮮有關(guān)注到傳輸資源位于同一子幀內(nèi)的vue間的距離，資源復(fù)用和沖突產(chǎn)生的同頻干擾問題較為嚴(yán)重。因此，本發(fā)明提出了基于最大化盲點(diǎn)距離的疊加重傳策略(superposed?retransmission?strategybased?on?maximizing?blind-spot?distance，srs-mbd)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種lte-v2x模式3的疊加重傳方法，基于最大化盲點(diǎn)距離的疊加重傳方法來改善這一問題，著眼于保證復(fù)用距離最大化以減小同頻干擾、盲點(diǎn)距離最大化以減小半雙工概率損失，此外采用疊加重傳，選擇合適的vue重傳發(fā)送車的數(shù)據(jù)包，且重傳vue使用資源與發(fā)送車位于不同子幀，進(jìn)一步減少半雙工概率損失，增加數(shù)據(jù)包接收概率，提升lte-v2x系統(tǒng)的通信可靠性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種lte-v2x模式3的疊加重傳方法，當(dāng)vue具有要發(fā)送的數(shù)據(jù)包時(shí)，首先路側(cè)設(shè)備通過下行鏈路通知vue上傳vue輔助信息，vue則通過上行鏈路上傳輔助信息，路側(cè)設(shè)備基于最大化盲點(diǎn)距離對所有資源執(zhí)行分配，基于最優(yōu)重傳參數(shù)為每個(gè)vue匹配疊加重vue，并且通過下行鏈路告知vue資源的預(yù)留以及重傳vue的選擇，最后vue在指定資源處傳輸自身數(shù)據(jù)包與其他數(shù)據(jù)包。

3、進(jìn)一步的，具體包括資源分配及重傳vue選擇步驟如下：

4、步驟1，將每個(gè)子幀內(nèi)的傳輸資源塊歸為一組，將車流映射到一維，按照一維映射后vue所處的坐標(biāo)位置對vue進(jìn)行升序排序；

5、步驟2，蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施隨機(jī)未被占用的子幀，將蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施隨機(jī)未被占用的子幀內(nèi)的傳輸資源塊依次分配給下標(biāo)取余相等的vue；

6、步驟3，最優(yōu)參數(shù)選擇：根據(jù)信干噪比γ定義確定功率分割比的取值范圍，根據(jù)泊松點(diǎn)過程節(jié)點(diǎn)間的距離分布，確定重傳vue到第k個(gè)鄰居的平均距離，按照最大化盲點(diǎn)距離的資源分配規(guī)則，若經(jīng)一維映射后兩個(gè)vue之間包含rk-1個(gè)節(jié)點(diǎn)，則此組vue使用的傳輸資源位于同一子幀，此組vue不能互相作為重傳車；得到重傳vue與間隔節(jié)點(diǎn)數(shù)n的取值范圍，通過窮舉搜索法得到最優(yōu)參數(shù)；

7、步驟4：疊加重傳第一階段，數(shù)據(jù)包發(fā)送車使用子幀ri內(nèi)的傳輸資源塊，i＝1,2,3...，以θ1pt傳輸功率廣播cam數(shù)據(jù)包，

8、步驟5：疊加重傳的第二階段，出于公平性考慮，左右兩側(cè)各選擇一個(gè)vue疊加重傳發(fā)送車的數(shù)據(jù)包。

9、進(jìn)一步的，疊加重傳第一階段中數(shù)據(jù)包接收車接收數(shù)據(jù)包時(shí)，接收處干擾包括左右兩側(cè)第一個(gè)復(fù)用數(shù)據(jù)包發(fā)送車傳輸資源的vue產(chǎn)生的干擾以及數(shù)據(jù)包發(fā)送車重傳其他vue數(shù)據(jù)包產(chǎn)生的干擾，若接收車成功解碼發(fā)送車發(fā)射的信號，通過連續(xù)干擾消除方法從信號中移除重傳其他vue數(shù)據(jù)包而產(chǎn)生的干擾。

10、進(jìn)一步的，左右兩側(cè)疊加重傳vue使用子幀rn+i的傳輸資源塊，i＝1,2,3...，以θ1pt的發(fā)射功率廣播自身數(shù)據(jù)包的同時(shí)，以θ2pt/2的發(fā)射功率廣播在第一階段中接收的數(shù)據(jù)包，以θ2pt/2的發(fā)射功率重傳另一個(gè)vue的數(shù)據(jù)包。

11、進(jìn)一步的，路側(cè)設(shè)備基于最大化盲點(diǎn)距離對所有資源執(zhí)行分配時(shí)，傳輸資源塊位于同一子幀內(nèi)的vue之間包含節(jié)點(diǎn)數(shù)n1和復(fù)用同一傳輸資源塊的vue之間包含節(jié)點(diǎn)數(shù)n2為：

12、n1＝m(rk-1)

13、n2＝m(rkrf-1)

14、式中，m＝0,1,2...，rf表示一個(gè)傳輸周期內(nèi)資源池內(nèi)子幀總數(shù)。

15、進(jìn)一步的，根據(jù)信干噪比γ定義確定功率分割比的取值范圍具體為：

16、

17、式中，ncam表示數(shù)據(jù)包的大小，單位為bit，γmax表示信干噪比的最大值，θ1、θ2表示功率分割比例，且θ1+θ2＝1。

18、進(jìn)一步的，vue到第k個(gè)鄰居的平均距離為：davg＝(1000-k)/lλl，其中l(wèi)為車道數(shù)量，λl為vue密度，重傳vue與間隔節(jié)點(diǎn)數(shù)n的取值范圍為{1≤n≤nr}∩{nmodrk≠1}。

19、基于本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，提供一種lte-v2x模式3的疊加重傳系統(tǒng)，包括初始化模塊、最大化盲點(diǎn)距離資源分配模塊、最優(yōu)參數(shù)選擇模塊和疊加重傳模塊；

20、初始化模塊用于初始化資源池相關(guān)信息以及記錄vue位置信息并進(jìn)行一維映射；

21、最大化盲點(diǎn)距離資源分配模塊基于vue的位置信息以及資源占用信息，對所有資源塊以及vue進(jìn)行匹配；

22、最優(yōu)參數(shù)選擇模塊用于獲得最佳功率分割比例以及間隔節(jié)點(diǎn)數(shù)量，疊加重傳模塊用于規(guī)定數(shù)據(jù)包的傳輸方式。

23、另外提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括處理器和存儲器，存儲器中存儲可執(zhí)行程序，處理器執(zhí)行所述可執(zhí)行程序時(shí)，能執(zhí)行本發(fā)明所述的lte-v2x模式3的疊加重傳方法。

24、同時(shí)提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的lte-v2x模式3的疊加重傳方法。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：基于最大化盲點(diǎn)距離的疊加重傳方法通過合理分配傳輸資源，最大化處于通信盲點(diǎn)的vue間距離，從而減小通信干擾和半雙工概率損失，提高數(shù)據(jù)包接收概率，引入v2v重傳鏈路，允許vue在自身的傳輸資源中廣播自己的數(shù)據(jù)包和另外兩個(gè)vue的數(shù)據(jù)包，重傳vue使用與發(fā)送車位于不同子幀的資源重傳發(fā)送車數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的多次傳輸而不加劇vue間干擾，進(jìn)一步減少了概率損失，提升lte-v2x系統(tǒng)的通信可靠性。