一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法技術

本發明專利技術提供了一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法，包括將信道評價的因素分為持久性和實時性，持久性因素由車載短距離通信網絡(V2X)中路側節點感知，將評價矩陣廣播給經過的車載節點，車載節點將接收到的持久性評價矩陣同自身感知的實時性評價矩陣進行合并，再根據當前的業務需要和車載節點之間的距離進行多屬性決策算法進行評價，對信道進行排序供車載節點進行信道選擇。

A cognitive radio channel evaluation and selection method for vehicular short distance communication networks

The invention provides a wireless cognitive channel evaluation for vehicular short distance communication network selection method, including the factors of channel evaluation is divided into persistent and real-time, persistent factors by the short distance communication network (V2X) road side node, the evaluation matrix to the vehicle after the broadcast node, vehicle node the persistence of the received matrix are combined with their own perception of the real-time evaluation matrix, and then according to the needs of the business and the vehicle from the node multiple attribute decision algorithm for evaluation of channel order for vehicular node channel selection.

【技術實現步驟摘要】
一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法
本專利技術涉及一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法，屬于車載網

技術介紹
認知無線電(cognitiveradio,CR)作為一種智能頻譜共享技術，通過感知外部環境，利用人工智能學習外部環境特征的變化，動態接入閑置頻譜，有效提高頻譜利用率。認知無線電通過動態頻譜管理機制，利用頻譜空穴，實現主次用戶共享頻譜。車載短距離通信(VehicletoX：V2X)網絡是通過無線通信、GPS/GIS、傳感等短距離通信技術實現的車內(CAN-ControllerAreaNetwork)、車路(Vehicle-2-RSU)、車間(Vehicle-2-Vehicle)、車外(vehicle-2-Infrastructure)、人車(Vehicle-2-Person)之間的通信。V2X具有固定授權的頻段，但是帶寬較窄。V2X中的大量信息服務類擴展類業務，由于授權帶寬的限制，影響其業務種類的拓展和業務內容的多樣性。認知無線電技術可以有效拓展V2X的工作頻段，為擴展類業務提供高帶寬的信道，由于V2X以信息服務為主的擴展類對時延要求不嚴格，非常適合在認知信道中傳輸。認知無線電中，次用戶執行頻譜感知，檢測到可用頻譜資源，根據可用信道的檢測結果，依據多個屬性對可用信道質量評價，并依據質量評估結果對可用信道進行排序，創建可用信道列表，然后根據業務需要進行信道選擇。但是，對信道評價和選擇，需要根據多個因素，有些因素，需要較長時間的感知周圍環境的頻譜才能獲得較好的效果，而有些因素，需要根據當前的業務和實時的情況評價。但是，V2X中車載節點處于不斷運動中，很難有較長時間感受和學習某個區域的頻譜利用特性。因此，在V2X中，進行認知無線信道的評價和選擇，面臨極大的挑戰。
技術實現思路
本專利技術提供了一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法，其主要方法是將信道評價的因素分為持久性和實時性，持久性因素由車載短距離通信網絡(V2X)中路側節點感知，將評價矩陣廣播給經過的車載節點，車載節點將接收到的持久性評價矩陣同自身感知的實時性評價矩陣進行合并，再根據當前的業務需要和車載節點之間的距離進行多屬性決策算法進行評價，對信道進行排序供車載節點進行信道選擇。本專利技術包括三部分，分別是路側節點和車載節點評估因素分離、路側節點和車載節點評估數據生成、認知信道綜合評價和選擇。側節點和車載節點評估因素分離中將信道評價需要的因素分為持久性和實時性，持久性因素由路側節點感知和廣播，實時性有車載節點感知。路側節點和車載節點評估數據生成中，車載節點將獲得的實時性因素參數同路側節點廣播的持久性因素合并后，生成評級用的完整矩陣。認知信道綜合評價和選擇將完整的評價矩陣，結合車載節點根據當前業務需要確定的權重，進行多屬性決策運算。本專利技術提供了一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法，其特征在于，將信道評價的因素分為持久性和實時性，持久性因素由路側節點感知，將評價矩陣廣播給車載節點，車載節點將接收到的持久性評價矩陣同自身感知的實時性評價矩陣進行合并，再根據當前的業務需要和車載節點之間的距離進行多屬性決策算法進行評價，對信道進行排序供車載節點進行信道選擇.優選地，具體包括如下步驟S1、S2、S3：S1、路側節點和車載節點評估因素分離，其包括S11、路側節點評估因素設定；S12、車載節點評估因素設定；S2、路側節點和車載節點評估數據生成，其包括S21、路側節點評估數據獲取；S22、車載節點評估數據獲取；S3、認知信道綜合評價和選擇，其包括S31、決策矩陣的歸一化；S32、確定業務加權矩陣；S33、確定正負理想方案；S34、計算理想方案與評估方案的距離；S35、計算相對貼近度；S36、評估信道排序和選擇。優選地，所述步驟S11中，將認知信道評價需要的因素分為持久性和實時性，利用了路側節點位置固定的特點，進行感知，組成持久性評價矩陣。優選地，所述步驟S12中，將認知信道評價需要的同車載節點周圍實時環境和發起的業務相關的因素，有車載節點獲得。優選地，所述步驟S21中，獲得可用信道感知、用戶積極性檢測、頻段和帶寬的持久性評價矩陣，然后廣播給經過的車載節點。優選地，所述步驟S22中，路側節點根據周圍實時環境和發起的業務獲得信干噪比、相干帶寬、相干時間，同接收到的路側節點廣播的持久性評價矩陣合并后組成完成的評價矩陣。優選地，所述步驟S3中，根據車載節點當前的業務需要，和收發兩個車載節點的距離，對評價的因素設定加權系數，然后同合并后的評價矩陣，通過計算貼近度的方法，對各個信道進行排序，供車載節點選擇認知信道。本專利技術利用V2X網絡中路側節點位置固定特點，將信道評價的因素，分為持久性和實時性兩類，需要較長時間的持久性因素有路側節點完成，并廣播給經過的車載節點，車載節點將接收的持久性因素和實時性因素匯總后，對認知信道進行綜合評價和排序，提供車載節點進行信道選擇。附圖說明圖1是本專利技術方法的工作流程圖。具體實施方式本專利技術提供了一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法，該方法步驟包括三部分，分別是路側節點和車載節點評估因素分離、路側節點和車載節點評估數據生成、認知信道綜合評價和選擇。以下實施例對本專利技術作進一步詳細的描述。第一部分、路側節點和車載節點評估因素分離由于車載節點具有快速移動的特點，因此在車載節點的認知信道選擇中，持久性因素的評價比較難實現，路側節點具有位置固定，在車載節點經過時能進行通信的特點，可以對持久性因素進行評價，但是路側節點只能對一個較大的區域的認知信道的特性進行評價，無法精確對車載節點當前的位置的實時性認知信道的特性進行評價，因此需要對信道選擇算法進行分類。1.1、路側節點評估因素設定。持久性因素是需要較長時間感知和學習才能獲得的因素，本實施例選擇主用戶活躍度、頻段、帶寬為持久性因素。1)主用戶活躍度：認知無線電影響用戶使用的最主要因素，在一個固定的地點進行較長時間的感知和學習能獲得比較好的性能。2)頻段：高頻段覆蓋范圍小，傳輸速率高；低頻段覆蓋范圍大，穿透能力強，支持高速移動，因此頻率選擇同不同應用場景是，權重會有較大的差別。頻段同主用戶活躍度配合，需要較長時間的感知和學習。3)帶寬：指信道的最高和最低頻率差，△w＝fh-fl。1.2、車載節點評估因素設定。實時性因素是在局部感知實時變化的因素，本實施例選擇信干燥比、相干帶寬、相干時間。1)信干噪比：次用戶的接收信號與干擾信號和噪聲的功率比，表示信道的質量，是能否正常通信的關鍵指標之一。信干燥比SINR如(式1)所示：其中，Pic是當前次級用戶的發射功率，是其天線和路徑增益，Nc是區域內認知用戶的數量，表示了其他認知用戶的發射功率和天線路徑增益的累加對當前用戶的干擾。是主用戶的發射功率，是其天線和路徑增益，Np是區域內主用戶的數量，表示了主用戶工作對當前次級用戶的干擾，N0是信道的噪聲功率。2)相干帶寬：相干帶寬定義為信道處于強相關的頻率差范圍，代表了電波傳播中受到散射體影響而形成的反射、繞射或散射造成的多徑疊加，導致時延擴展。3)相干時間：定義為信道處于強相關的時間差范圍，表示無線通信中收發端之間存在相對徑向運動時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法，其特征在于，將信道評價的因素分為持久性和實時性，持久性因素由路側節點感知，將評價矩陣廣播給車載節點，車載節點將接收到的持久性評價矩陣同自身感知的實時性評價矩陣進行合并，再根據當前的業務需要和車載節點之間的距離進行多屬性決策算法進行評價，對信道進行排序供車載節點進行信道選擇。

【技術特征摘要】
1.一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法，其特征在于，將信道評價的因素分為持久性和實時性，持久性因素由路側節點感知，將評價矩陣廣播給車載節點，車載節點將接收到的持久性評價矩陣同自身感知的實時性評價矩陣進行合并，再根據當前的業務需要和車載節點之間的距離進行多屬性決策算法進行評價，對信道進行排序供車載節點進行信道選擇。2.根據權利要求1所述的一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法，其特征在于，具體包括如下步驟S1、S2、S3：S1、路側節點和車載節點評估因素分離，其包括S11、路側節點評估因素設定；S12、車載節點評估因素設定；S2、路側節點和車載節點評估數據生成，其包括S21、路側節點評估數據獲取；S22、車載節點評估數據獲取；S3、認知信道綜合評價和選擇，其包括S31、決策矩陣的歸一化；S32、確定業務加權矩陣；S33、確定正負理想方案；S34、計算理想方案與評估方案的距離；S35、計算相對貼近度；S36、評估信道排序和選擇。3.根據權利要求2所述的一種適用于車載短距離通信網絡的無線認知信道評價選擇方法，其特征在于，所述步驟S11中，將認知信道評價需...

【專利技術屬性】
技術研發人員：付景林，趙德勝，
申請(專利權)人：大唐高鴻信息通信研究院義烏有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33