[發明專利]一種低時延高可靠V2V系統的資源分配方法

有效

• 申請號: 202110547163.1
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113163368B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 丁光耀;舒曉軍;周來華;梅其靈
• 申請（專利權）人: 浙江凡雙科技有限公司
• 主分類號: H04W4/46
• 分類號: H04W4/46;H04W72/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種低時延高可靠V2V系統的資源分配方法，其特征在于，包括：

一個基站與若干V2V用戶連接；V2V用戶將信道大尺度CSI發送給基站，基站進行大尺度資源分配，將資源分配結果發送給V2V用戶，V2V用戶利用大尺度資源分配結果進行小尺度資源分配，根據小尺度資源分配結果進行V2V鏈路的數據傳輸；

大尺度資源分配每L個slot進行一次，基站根據大尺度CSI信息，在大尺度時延可靠性約束下，以最小化所有V2V用戶的最大發送功率為目標，決定每個V2V用戶占用的子載波RB數量、每個V2V用戶的功率分配和所有V2V用戶的共享RB數量；

小尺度資源分配每個slot進行一次，在小尺度時延可靠性約束下，以減小發送功率和增大發送效率為目標，決定每個V2V用戶在每個RB上的功率分配以及占用的共享RB數量。

2.如權利要求1所述的低時延高可靠V2V系統的資源分配方法，其特征在于，L的數值選擇使得在L個slot內，V2V用戶的大尺度CSI基本不變。

3.如權利要求1所述的低時延高可靠V2V系統的資源分配方法，其特征在于，所有RB被不相交的分為正交集合和共享集合，正交集合中的RB不重復地分配給所有V2V用戶，共享集合中的RB不進行分配，即在數據傳輸過程中，每個V2V用戶可以占用共享集合中的任意RB，以及被分配的正交集合中的RB。

4.如權利要求1所述的低時延高可靠V2V系統的資源分配方法，其特征在于，大尺度資源分配方式為：

(1)基站獲取K個V2V用戶的大尺度CSIh_k和數據到達率λ_k；

(2)初始化V2V用戶k的正交RB數量為N_k＝1，所有V2V用戶的共享RB數量為U；

(3)根據當前的N_k和U，以最小化V2V用戶k的發送功率為目標，即以公式(a)為目標函數，在限制條件(b-d)約束下，最小化目標函數，獲得當前最優功率分配P_k^m；

限制條件：

其中，P_k^m為V2V用戶k在第m個正交RB的發送功率，γ是可靠性約束常數，P_max是用戶最大發射功率，P_D是用戶在正交RB上傳輸時超出時延約束的概率，其根據公式(e-g)聯合求得：

其中，C_k是香農信道容量，B是每個RB的帶寬，是單位均值指數分布隨機變量，N₀是噪聲功率譜密度，T是一個slot的持續時間，D_max是最大時延約束，θ_k是中間變量；

優化問題(a)的最優解在功率均分時取到，即P_k^m對于不同m都相等，因此可以用二分搜索的方式，在[0,P_max]之間對總功率進行搜索，直到約束(b)取到等號，此時的P_k^m是優化問題的最優解；

(5)如果其中M是RB的總數量，對于發送功率最大的用戶k₀，令并重復步驟(4)、(5)直到

(6)遍歷U＝[1,M-K]，重復步驟(2)～(5)，選擇使所有用戶的最大發送功率最小化的參數和U^*。

5.如權利要求1所述的低時延高可靠V2V系統的資源分配方法，其特征在于，小尺度資源分配方式為：

(1)V2V用戶k從基站獲得最優參數組合和U^*，并設置占用的共享RB數量為U_k(n)＝0，n表示第n個slot；

(2)每個slot，V2V用戶k以減小發送功率和增大發送效率為目標，即以公式(h)為目標函數，在限制條件(i-j)約束下，最小化目標函數，獲得最優的功率分配

限制條件：

其中，α為權重常數，J(C_k(n))為傳輸速率為C_k(n)的傳輸效益函數，具體指當前slot傳輸后隊列中數據存儲時間的減少量；為滿足時延可靠性約束所需的最小傳輸速率，其計算方式如下：

其中，Y_kⁱ為伽馬分布根據大尺度分配的結果，Q_kⁱ(n)和分別表示數據傳輸前后隊列中存儲時間為i的數據比特數，當Q_kⁱ(n)已知時是C_k(n)的函數；等式k的左半部分是隨C_k(n)單調遞減的函數，通過二分搜索求得使等式成立的C_k(n)值，即為

優化問題(h)的最優解在功率注水分配時成立，而該問題對于總功率是凸優化問題，因此可以使用凸優化傳統解法求解總功率，再按注水法則決定p_k^m(n)；

(3)如果步驟(2)沒有得到可行解且U_k(n)＜U^*，則令U_k(n)＝U_k(n)+1，重復步驟(2)、(3)。