[發明專利]一種5G蜂窩網中基于Underlay模式的V2X資源分配方法

有效

• 申請號: 202010427766.3
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111629352B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 宋曉勤;王奎宇;繆娟娟;姜書瑞;雷磊;蔡圣所;張莉涓
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W52/34;H04W72/0453;H04W72/541;H04L5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種5G蜂窩網中基于Underlay模式的V2X資源分配方法，其特征在于，包括步驟如下：

(1)，考慮在滿足車聯網V2X用戶VU的服務質量QoS、發送總功率、5G蜂窩用戶CU可容忍的干擾閾值以及最低速率約束條件下，最小化下一個時刻VU對CU造成的干擾，得到目標函數；

(2)，根據優化問題中的干擾約束和信干噪比約束，對目標函數進行等價轉換；

(3)，根據VU的最低速率，確定VU的最小傳輸功率，作為發射功率的初始值；

(4)，采用匈牙利算法，根據發射功率的初始值，得到子信道分配最優解；

(5)，根據子信道分配結果重新進行功率分配，采用VU接入控制迭代算法，完成近似最優功率分配；

進一步，所述步驟(2)中，對目標函數進行等價轉換，包括如下具體步驟：

(2a)，將初始目標函數轉換成其等價形式，首先，根據信干噪比公式可得：其中，為信干噪比，為認知基站在子信道z上分配給VU的發送功率，為下一時刻信道功率增益預測值，即同理

(2b)，定義Z′為實際分配給K個VU的子信道總數，且可以合理地假設CU能夠提供的子信道數量足夠多，即Z′≤Z，則Z′可以表示為：其中，R_k為VUk實際傳輸速率，為信干噪比，每個子信道單位帶寬為B₀，考慮到系統中CU的信干噪比也必須得到滿足，若令β^*表示為蜂窩用戶l的最小信干噪比閾值，則CU接收端在子信道z上的最大干擾門限I^th可以表示為：

(2c)，為了最小化VU對CU造成的干擾，當子信道分配固定時，VU的信干噪比和數據傳輸速率必須盡可能低，所以VU資源分配的QoS就應該取閾值的最小值，即：R_k＝R_min，其中，為信干噪比，為VU信干噪比閾值，R_k為VUk實際傳輸速率，R_min為VU最低傳輸速率；此時CU分配給VUk的子信道數目m_k表示為：且

進一步，所述步驟(3)中，包括如下具體步驟：

(3a)，根據約束條件假設成立，即干擾約束不大于信噪比約束；

(3b)，同時滿足約束條件P_T為認知基站傳輸總功率閾值，VUk在子信道z上所需的最小傳輸功率表示為：

(3c)，完成發射功率初始化后，約束條件變為ρ_k，z表示VU是否占用子載波，ρ_k，z＝1表示VUk占用子信道z，ρ_k，z＝0則表示未占用，且每個子信道只能被一個VU所占用；

進一步，所述步驟(5)中，包括如下具體步驟：

(5a)，為了進行功率的最優分配，需要根據子信道分配結果對發射功率進行重新考慮，每個VU在分配好子信道之后，需根據約束條件進行功率檢測，如果分配到的功率滿足條件且總傳輸功率滿足約束條件那么此時的功率分配結果就是原優化問題的最優解，完成資源分配；否則，采用VU接入控制迭代算法重新分配功率；

(5b)，假設條件不滿足時，說明在CU干擾門限的限制下，VU無法獲得足夠的傳輸功率來達到其信干噪比需求，VU必須放棄接入共享頻譜的機會；

(5c)，VU不放棄接入頻譜的機會，那么VU可以選擇在數據速率的需求上進行妥協，以一個比本身需求低的數據速率接入頻譜；

(5d)，考慮約束條件根據初始化功率和子信道分配，求出傳輸總功率，如果總功率超過約束條件中的功率閾值，則拒絕分配到最大功率的VU接入，并重新計算功率，直到傳輸總功率滿足約束條件，此時完成功率分配。