[發明專利]城市軌道交通車車通信智能頻譜選擇方法

在審

• 申請號: 202110032707.0
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112367638A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 趙軍輝;陳垚;張青苗;廖龍霞;周天清
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: H04W4/42
• 分類號: H04W4/42;H04W4/46;H04W16/14;H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發明提供一種城市軌道交通車車通信智能頻譜選擇方法，本發明在現有的研究基礎上，提出一種新的頻譜選擇方案，旨在降低不同通信模式的列車之間產生的干擾對整個通信系統帶來的影響，并在傳統多智能體強化學習算法的基礎上創新的引入多智能體低維指紋，大大降低Q函數的維數，從而提高學習的穩定性。該智能頻譜選擇方案通過使當前智能體學習列車運行環境以及其他智能體決策方案，決定適合自己的通信頻譜以及發射功率，從而降低頻譜復用產生的干擾對系統帶來的影響。本發明可以應用在城市軌道交通列車到列車通信的環境中，具有較強的實用性。

技術領域

本發明涉及無線通信網絡技術領域，特別是涉及一種城市軌道交通車車通信智能頻譜選擇方法。

背景技術

隨著城市軌道交通行業的飛速發展，基于通信的列車控制(communication-basedtrain control, CBTC)系統中的雙向車對地(train-to-ground, T2G)通信結構由于其設備配置多、系統結構復雜、所用通信技術干擾大等問題，已經無法滿足如今軌道交通系統高效、安全的要求。因此，一種新型的列車通信系統被迫切需要。列車到列車(train-to-train, T2T)直接通信（簡稱車車通信）可以明顯的提高列車的運行效率和安全性，不但如此，它還能很大程度上減少軌旁設備，將T2T技術應用于新型列車通信系統，已經成為了一種趨勢。

雖然將T2T通信應用于城市軌道交通系統對于系統性能的提升有很大優勢，但是T2G技術在目前階段仍然是必要的，例如，道岔狀態信息、列車線路信息等仍需要列車與軌旁設備通信獲取。在T2G通信與T2T通信共存的情況下，為了能夠充分的利用有限的頻譜資源，T2T通信鏈路復用T2G通信鏈路上行頻譜資源，復用的同時也產生了同頻干擾問題。因此，需要一種有效的頻譜共享方案來管理干擾，盡可能地降低干擾帶來的影響。

發明內容

為此，本發明的目的在于提出一種城市軌道交通車車通信智能頻譜選擇方法，以降低頻譜共享產生干擾對系統性能帶來的影響。

一種城市軌道交通車車通信智能頻譜選擇方法，所述方法包括：

步驟一，構建軌道交通無線通信網絡中車車通信系統模型，其中，列車所處的蜂窩小區半徑為L，在單個小區中，存在M個車對地通信鏈路，存在N個車車通信鏈路，可用帶寬被分為R個資源塊，定義R=M，每個T2G鏈路使用單個資源塊，在一個相干時間段內，在第m個資源塊上的第t個T2T鏈路的信道功率增益表示為：

(1)

其中，為大規模衰落系數，包括路徑損耗和陰影衰落，為小規模衰落功率分量；

步驟二，對于該系統模型中存在的干擾問題，建立不同通信模式列車的信干噪比SINR，其中，在資源塊m上，第t個T2T車輛到第個T2T車輛的信道增益表示為，第t個T2T車輛到基站的信道增益表示為，第m個T2G車輛到基站的信道增益表示為，第m個T2G車輛到第t個T2T車輛的信道增益表示為，那么，在資源塊m上，第m個T2G鏈路的信干噪比SINR表示為：

(2)

第t個T2T鏈路的SINR表示為：

(3)