[發(fā)明專利]一種基于NOMA的上行車載通信資源分配方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010986630.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN112055335A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐軍;陳前;何春龍;譚娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳恩步通信技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04W4/48
• 分類號(hào): H04W4/48;H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 廣東前海律師事務(wù)所 44323
• 代理人: 何峰

本發(fā)明涉及一種基于NOMA的上行車載通信資源分配方法及系統(tǒng)，該方法通過建立滿足CUE和DUE的最大傳輸功率，及DUE的服務(wù)質(zhì)量的約束下，最大化CUE容量的優(yōu)化函數(shù)；將所述優(yōu)化函數(shù)分解為兩個(gè)子問題：資源塊分配的優(yōu)化問題及功率分配的優(yōu)化問題；針對(duì)資源塊分配的優(yōu)化問題，建立一個(gè)優(yōu)化框架，在初始階段和重新分配階段中分別進(jìn)行求解；針對(duì)功率分配優(yōu)化問題，利用凸函數(shù)差分優(yōu)化方法，來得到最優(yōu)的功率分配方案。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，既能保證用戶的QoS要求，又能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于NOMA的上行車載通信資源分配方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System，ITS)的快速發(fā)展，車輛網(wǎng)絡(luò)越來越受到人們的關(guān)注。車輛網(wǎng)絡(luò)旨在提供道路安全服務(wù)及車輛資訊娛樂服務(wù)。一般來說，車輛通信的應(yīng)用主要集中在可以從手機(jī)網(wǎng)絡(luò)獲得包括個(gè)人通信、移動(dòng)辦公、遠(yuǎn)程信息處理、基于位置的信息、汽車相關(guān)的移動(dòng)服務(wù)、實(shí)時(shí)視頻，互聯(lián)網(wǎng)接入等，這些應(yīng)用都主要由車對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施(Vehicle-to-Infrastructure，V2I)鏈路進(jìn)行支持。與此同時(shí)，車對(duì)車(Vehicle-to-Vehicle，V2V)鏈路還可以支持安全服務(wù)，該服務(wù)主要用于減少交通事故和保護(hù)車內(nèi)人員的生命安全和信息傳遞，如協(xié)同感知信息(Cooperative Awareness Messages，CAMs)和分散環(huán)境通知信息(Decentralized Environmental Notification Messages，DENM)。然而，隨著車載網(wǎng)絡(luò)中接入設(shè)備數(shù)量的迅速增加，如何提高車載系統(tǒng)的性能已逐漸成為的一個(gè)重要研究方向。

通過在車載通信中添加D2D(Device-to-Device，D2D)通信技術(shù)，添加D2D技術(shù)的車載通信可以為移動(dòng)用戶提供更大容量、更低延遲的通信服務(wù)。它在保證V2V和V2I通信效率和可靠性的同時(shí)，也有很大的潛力減少車輛通信延遲和中斷。

有許多研究與D2D(Device-to-Device，終端直接通信)支持的車載通信問題有關(guān)。顯然，啟用D2D的車載通信會(huì)造成嚴(yán)重的干擾，因此優(yōu)化資源配置非常重要。近年來，非正交多址(NOMA)技術(shù)被認(rèn)為是一種提高頻譜效率的有效方法，并被應(yīng)用于車載通信中。

對(duì)于車載通信，每個(gè)V2I鏈路與V2I鏈路共享頻譜，為了獲得更高的頻譜效率使不同鏈路的QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)要求不同，但同時(shí)它也增加了對(duì)V2I鏈路的干擾。而且早期的工作主要集中在正交多址接入技術(shù)上，還沒有文獻(xiàn)討論過基于NOMA的車載網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明中，研究了一種基于非正交多址(NOMA)的上行車載通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)中蜂窩設(shè)備與多個(gè)D2D用戶復(fù)用相同的頻譜資源。本發(fā)明的目標(biāo)是在滿足CUE(Cellular UserEquipment，蜂窩用戶設(shè)備) 和DUE(D2D User Equipment，直接通信用戶設(shè)備)的最大傳輸功率和 DUE的服務(wù)質(zhì)量(QoS)約束下，來最大化CUE的容量。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于NOMA的上行車載通信資源分配方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在滿足CUE 和DUE的最大傳輸功率和DUE的服務(wù)質(zhì)量(QoS)約束下，來最大化 CUE的容量。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于NOMA的上行車載通信資源分配方法，包括：

步驟S1、建立滿足CUE和DUE的最大傳輸功率，及DUE的服務(wù)質(zhì)量的約束下，最大化CUE容量的優(yōu)化函數(shù)；

步驟S2、將所述優(yōu)化函數(shù)分解為兩個(gè)子問題：資源塊分配的優(yōu)化問題及功率分配的優(yōu)化問題；

步驟S3、針對(duì)資源塊分配的優(yōu)化問題，建立一個(gè)優(yōu)化框架，在初始階段和重新分配階段中分別進(jìn)行求解；