基于车联网认知无线电技术改善频谱资源分配

基于车联网认知无线电技术改善频谱资源分配

汽车技术与无线通信技术的融合产生了车联网的概念。利用车联网可以有效缩短运输时间、降低运输成本，并增加交通安全性。频谱作为车联网无线通信的基础资源，得到了研究人员的重视。美国联邦通信委员会（FCC）将5.9GHz频段中的75MHz作为专用频率，分配给基于专用短程通信的车联网中。但是，随着车联网连接设备的增加，对频谱资源的需求不断增加，传统的固定频谱资源分配方法制约了车联网无线通信的发展。对此，进行了基于认知无线电技术改善车联网频谱资源分配的研究。

认知无线电技术能够对频谱进行感知，判定出可用的频谱部分，并对频谱进行管理，选择最好的可用信道。同时，还可以与其它用户协同接入可用信道实现频谱共享。基于认知无线电技术的频谱资源分配方案包含6个模块：第1个模块是频谱分配决策模块，该模块收集车联网各个用户的空闲频谱和应用请求信息，做出频谱分配决策；第2个模块是性能评估模块，该模块用来收集空闲频谱的使用情况，辅助下次的频谱分配决策；第3个模块是频谱排序选择模块，该模块根据当前应用的服务质量需求，计算车联网用户对空闲频谱资源的应用程度，辅助频谱分配决策；第4个模块是规则库，规则库中包含各个车联网应用程序所需满足的服务质量要求，辅助频谱排序选择模块对空闲频谱资源进行排序选择；第5个模块为终端感知模块，该模块用于周期性地检测空闲频谱资源和周期性的识别车联网用户的传输请求；第6个模块为通信模块，该模块用于数据和控制信息的传输，同时根据服务质量要求进行不同频谱间的切换。

在Matlab中对频谱资源分配方案进行了仿真，对语音、视频和文本信息进行传输，设定语音的服务质量需求最为严格，其次是针对视频信息和文本信息的服务质量需求。仿真结果显示，所提出的频谱资源分配方案在保证服务质量需求的前提下，车联网的有效吞吐量得到了显著改善。

Joy Eze et al.2015 IEEE International Conference on Computer and Information Technology;Ubiquitous Computing and Communications; Dependable,Autonomic and Secure Computing;Pervasive Intelligence and Computing, Liverpool Oct.26-28,2015.

编译：陈丁跃