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：

1、近年來，5g、人工智能、大數據、區(qū)塊鏈等新技術的出現為汽車工業(yè)的發(fā)展和變革帶來了強大的支撐力。汽車的大量涌現給人類帶來舒適和便捷的同時，道路安全和環(huán)境污染等問題亦日益凸顯。在此背景下，能夠實現車輛與周圍車、人、基礎設施、云等全方位連接和高效可靠信息通信的車聯網(vehicle-to-everything，v2x)技術應運而生，其在保證安全駕駛、減少事故發(fā)生、節(jié)能減排等方面有獨到的優(yōu)勢。車聯網，是指按照約定的通信協(xié)議和數據交互標準，在“人-車-路-云”之間進行信息交換的通信網絡，通信方式包括車車通信、車路通信、車人通信、車云通信、車網通信等。

2、目前全球車聯網通信技術的標準路線包括專用短程通信(dedicated?shortrange?communication，dsrc)和蜂窩車聯網(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，以車車和車路通信為主要方式。c-v2x技術則是由第三代合作伙伴計劃(the?3rd?generation?partnership?project，3gpp)主導，旨在將蜂窩通信技術和直通通信進行有機結合，同時支持直通和蜂窩通信，支持車人、車路、車車等各類應用。作為比dsrc后發(fā)起的車聯網通信技術，c-v2x盡量重用蜂窩系統(tǒng)已有的上層協(xié)議，將研究重點聚焦于物理層和mac層技術，從而提供端到端的車聯網通信解決方案。2018年4月，福特公司于5g汽車通信技術聯盟(5g?automotive?association，5gaa)對比dsrc和c-v2x實際道路測試性能，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技術在3gpp的標準化分為兩個階段，包括lte-v2x和nr-v2x(new?radio，nr)。lte-v2x是首個蜂窩車聯網無線通信技術，確立了c-v2x的基本系統(tǒng)架構和技術原理。lte-v2x標準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)務信息，無需通過基站進行中轉?；谏鲜黾軜?，3gpp在標準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制，即基站通過信令向車輛分配資源，用于實現車輛之間的直連通信；而模式4采用自主資源選擇機制，車輛可以通過基于監(jiān)聽的半持久資源調度機制(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行嚴格管理的場景，模式3可以提供更可靠的通信連接。

4、目前關于lte-v2x模式3中資源分配的算法可以根據是否有蜂窩用戶(cellularuser?equipment，cue)參與分為兩個方向：基于位置的方法和基于服務質量的方法。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，更加關注于v2i和v2v相互干擾下保證系統(tǒng)服務質量。當前l(fā)te-v2x重點關注于v2v傳輸可靠性以及數據包接收性能的提高，傳統(tǒng)的基于服務質量的資源分配策略不能直接應用于當前的lte-v2x系統(tǒng)，并且現有的基于距離進行資源分配的算法鮮有關注到傳輸資源位于同一子幀內的vue間的距離，資源復用和沖突產生的同頻干擾問題較為嚴重。因此，本發(fā)明提出了基于最大化盲點距離的疊加重傳策略(superposed?retransmission?strategybased?on?maximizing?blind-spot?distance，srs-mbd)。

技術實現思路

1、為了解決現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種lte-v2x模式3的疊加重傳方法，基于最大化盲點距離的疊加重傳方法來改善這一問題，著眼于保證復用距離最大化以減小同頻干擾、盲點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)送車的數據包，且重傳vue使用資源與發(fā)送車位于不同子幀，進一步減少半雙工概率損失，增加數據包接收概率，提升lte-v2x系統(tǒng)的通信可靠性。

2、為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種lte-v2x模式3的疊加重傳方法，當vue具有要發(fā)送的數據包時，首先路側設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，路側設備基于最大化盲點距離對所有資源執(zhí)行分配，基于最優(yōu)重傳參數為每個vue匹配疊加重vue，并且通過下行鏈路告知vue資源的預留以及重傳vue的選擇，最后vue在指定資源處傳輸自身數據包與其他數據包。

3、進一步的，具體包括資源分配及重傳vue選擇步驟如下：

4、步驟1，將每個子幀內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所處的坐標位置對vue進行升序排序；

5、步驟2，蜂窩基礎設施隨機未被占用的子幀，將蜂窩基礎設施隨機未被占用的子幀內的傳輸資源塊依次分配給下標取余相等的vue；

6、步驟3，最優(yōu)參數選擇：根據信干噪比γ定義確定功率分割比的取值范圍，根據泊松點過程節(jié)點間的距離分布，確定重傳vue到第k個鄰居的平均距離，按照最大化盲點距離的資源分配規(guī)則，若經一維映射后兩個vue之間包含rk-1個節(jié)點，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)點數n的取值范圍，通過窮舉搜索法得到最優(yōu)參數；

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

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

9、進一步的，疊加重傳第一階段中數據包接收車接收數據包時，接收處干擾包括左右兩側第一個復用數據包發(fā)送車傳輸資源的vue產生的干擾以及數據包發(fā)送車重傳其他vue數據包產生的干擾，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數據包而產生的干擾。

10、進一步的，左右兩側疊加重傳vue使用子幀rn+i的傳輸資源塊，i＝1,2,3...，以θ1pt的發(fā)射功率廣播自身數據包的同時，以θ2pt/2的發(fā)射功率廣播在第一階段中接收的數據包，以θ2pt/2的發(fā)射功率重傳另一個vue的數據包。

11、進一步的，路側設備基于最大化盲點距離對所有資源執(zhí)行分配時，傳輸資源塊位于同一子幀內的vue之間包含節(jié)點數n1和復用同一傳輸資源塊的vue之間包含節(jié)點數n2為：

12、n1＝m(rk-1)

13、n2＝m(rkrf-1)

14、式中，m＝0,1,2...，rf表示一個傳輸周期內資源池內子幀總數。

15、進一步的，根據信干噪比γ定義確定功率分割比的取值范圍具體為：

16、

17、式中，ncam表示數據包的大小，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、進一步的，vue到第k個鄰居的平均距離為：davg＝(1000-k)/lλl，其中l(wèi)為車道數量，λl為vue密度，重傳vue與間隔節(jié)點數n的取值范圍為{1≤n≤nr}∩{nmodrk≠1}。

19、基于本發(fā)明的技術構思，提供一種lte-v2x模式3的疊加重傳系統(tǒng)，包括初始化模塊、最大化盲點距離資源分配模塊、最優(yōu)參數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信息以及記錄vue位置信息并進行一維映射；

21、最大化盲點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進行匹配；

22、最優(yōu)參數選擇模塊用于獲得最佳功率分割比例以及間隔節(jié)點數量，疊加重傳模塊用于規(guī)定數據包的傳輸方式。

23、另外提供一種計算機設備，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，能執(zhí)行本發(fā)明所述的lte-v2x模式3的疊加重傳方法。

24、同時提供一種計算機可讀存儲介質，計算機可讀存儲介質中存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，能實現本發(fā)明所述的lte-v2x模式3的疊加重傳方法。

25、與現有技術相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：基于最大化盲點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的vue間距離，從而減小通信干擾和半雙工概率損失，提高數據包接收概率，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據包和另外兩個vue的數據包，重傳vue使用與發(fā)送車位于不同子幀的資源重傳發(fā)送車數據包，實現了數據包的多次傳輸而不加劇vue間干擾，進一步減少了概率損失，提升lte-v2x系統(tǒng)的通信可靠性。