[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

本發明公開了一種低時延高可靠V2V系統的資源分配方法，包括：基站輔助的V2V系統的資源分配由兩個階段組成。在大尺度資源分配階段，每L個slot，所有V2V用戶將大尺度CSI和數據到達率信息發送給基站，基站根據該信息，以最小化所有V2V用戶最大功率為目標，決定每個V2V用戶占用的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。在小尺度資源分配階段，V2V用戶根據從基站接收到的大尺度資源分配結果，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，每個slot進行一次資源分配，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。本發明在保證V2V通信的時延可靠性要求、減少基站和用戶信息交換的同時，最大化資源利用效率。

技術領域

本發明涉及通信領域，具體涉及一種低時延高可靠V2V系統的資源分配方法。

背景技術

在第五代無線通信網絡(5G)中，車輛間通信(V2V)是一項重要的應用場景。V2V系統可以支持包括碰撞預警、變道預警和實時導航等一系列應用，從而實現自動駕駛，構建智能交通系統，進而大幅提高交通安全性，改善駕駛體驗。然而這些應用對于通信時延十分敏感，對于可靠性也有很高的要求，因此需要網絡提供很高的服務質量(QoS)，實現低時延高可靠通信(URLLC)。具體地，METIS項目要求V2V通信的時延小于5ms并且可靠性高于99.999％。為此，可以采用基站輔助的D2D通信方式，車輛間使用D2D直接傳輸數據，具體的資源分配信息由基站發送給車輛。

現有文獻中給出的V2V系統資源分配方案主要有：使用極值理論(EVT)對極端事件發生的概率進行建模，并通過李雅普諾夫優化保證隊列的穩定性。使用信息年齡(AoI)描述時延指標并使用EVT對AoI的末端分布進行建模，接著建立優化問題求解最優資源分配。為了解決資源分配需要用到實時CSI的問題，使用延遲的CSI反饋信息建立優化問題并最小化V2V鏈路的中斷概率。另外，還有一種方案使用信道的大尺度衰落信息，使用有效容量對超出時延約束的概率進行建模，進而進行大尺度的頻譜和功率資源分配。

對上幾種現有的低時延高可靠V2V系統資源分配方案分析發現，現有方案無法充分利用V2V鏈路的實時CSI，只能使用延遲的或大尺度的CSI進行資源分配，如果需要使用實時CSI則會引入很大的CSI交換時延，從而增大系統的時延。

因此，迫切地需要提供一種機制，能夠在充分利用V2V鏈路實時CSI的同時，減小CSI交換帶來的時延，在提高通信資源利用效率的同時，保障V2V通信的低時延高可靠要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種低時延高可靠V2V系統的資源分配方法，在V2V用戶在基站輔助下通信時，分別在基站側和用戶側進行大尺度和小尺度的資源分配，從而在保證V2V通信的時延可靠性要求、減少基站和用戶信息交換的同時，最大化資源利用效率。

為實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：一種低時延高可靠V2V系統的資源分配方法，該方法包括：

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。

進一步地，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。