一种V2V通信系统的资源分配方法技术方案

本发明专利技术提供一种V2V通信系统的资源分配方法，所述V2V通信系统包括分配资源的基站以及若干个利用分配的资源进行通信的通信组，每个通信组包括一个发射用户和一个接收用户，所述方法包括以下步骤：通信组向所述基站上报信道状态信息；所述基站基于所有信道状态信息建立信噪比矩阵；以及所述基站对于所述信噪比矩阵基于最小化矩阵谱半径增长算法分配资源。本发明专利技术更符合V2V通信的特点，并且计算复杂度低，易于控制，能够节约大量资源。

Resource allocation method for V2V communication system

The present invention provides a resource allocation method for V2V communication system, a base station including the allocation of resources of the V2V communication system and a plurality of assigned resources using group communication, each communication group includes a transmitting user and a receiving user, the method comprises the following steps: group communication to the base station reporting channel state information; the base station based on signal-to-noise ratio matrix of all channel state information is established; and the base station for the signal-to-noise ratio matrix based on the minimization of the spectral radius of matrix growth resource allocation algorithm. The invention is more in line with the characteristics of V2V communication, and has low calculation complexity, easy control, and large amount of resources can be saved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，更具体地，涉及V2V通信系统的资源分配方法。
技术介绍
近年来，交通堵塞和交通事故变得日益严重，因此智能传输系统概念被提出。例如V2X通信，它包括V2V(vehicle-to-vehicle)、V2I(vehicle-to-infrastructure)和V2P(vehicle-to-pedestrian)通信。当出现交通安全问题时，V2X通信可以以毫秒级的延时和接近100％的可靠性来传输相关信息。以往，基于802.11p协议的Ad-Hoc网络被视为V2X通信的一种传统解决方案。然而WLAN网络仅支持低速移动，并缺乏QoS保障。在本专利技术中V2X通信采用LTE标准，其原因主要有：LTE工作在授权频段，并存在中央控制器eNodeB，更利于干扰管理，适合V2X通信低时延、高可靠等要求；LTE覆盖范围大，解决了WLAN中连接时间短和间歇性的弊端；LTE网络中已经有基站的存在，可视为RSU，节省成本。然而，如果所有V2V信息都经过基站的话，会严重增加基站负载，由此3GPPRelease-12/13提出了D2D(device-to-device)短距通信，V2V通信场景和D2D相似，其复用增益、短距通信增益和多跳增益也有利于V2V通信。3GPP也正在考虑在Release14中增强D2D技术已支持V2V通信。V2V和D2D不同之处在于：1)D2D通信中，蜂窝用户优先级更高，这并不适用于与道路安全信息相关的V2V通信，因此3GPP提供了专用载波供车辆使用；2)D2D通信中，主要目标是最大化D2D用户和蜂窝用户的系统吞吐量，而V2V通信主要是事件触发或周期性的，所以如何更快地发送并正确接收是更重要的目标；3)在一个小区内，V2V会远多于D2D用户数量，这将面临资源数短缺的问题。在这种情况下，允许更多的V2V车辆通信同时保证QoS成为了最重要的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的V2V通信系统的资源分配方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种V2V通信系统的资源分配方法，所述V2V通信系统包括分配资源的基站以及若干个利用分配的资源进行通信的通信组，每个通信组包括一个发射用户和一个接收用户，每个通信组只占用一个资源且同一资源可被多个通信组复用，所述方法包括以下步骤：S1、通信组向所述基站上报信道状态信息；S2、所述基站基于所有信道状态信息建立信噪比矩阵；以及S3、所述基站对于所述信噪比矩阵基于最小化矩阵谱半径增长算法分配资源；其中，所述信道状态信息包括通信组的信噪比阈值、通信组分配资源的情况、资源被复用的情况以及通信组之间的信号干扰程度。本申请提出一种以最大化同时传输的用户数量为目标的V2V通信资源分配方法，将用户的信噪比的阈值要求转化为对矩阵谱半径的约束，以矩阵谱半径理论为基础优化用户的数量，节省消耗资源的数量。相比于传统技术方案，本专利技术更符合V2V通信的特点，并且计算复杂度低，易于控制，能够节约大量资源。附图说明图1为V2V通信系统的组成示意图；图2为基站分配资源的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1给出了V2V通信系统的组成示意图，基站分配N个资源给M个发送车辆，并且每一辆发送车辆最多只能占用一个资源。位于发送车辆周围一定范围内的车辆都可以正确接收该发送车辆广播的V2V信息。该范围具有最小信道增益的接收车辆，将其与发送车辆视为一个通信组。当不同的通信组占用相同的资源时，将会对彼此造成干扰，图中虚线描述了车辆共用资源时带来的干扰情况。通信组i包括发送车辆V-UEiTx和接收车辆V-UEiRx，通信组j包括发送车辆V-UEjTx和接收车辆V-UEjRx，通信组i和通信组j共用同一资源eNodeB。gii和gij分别表示发送车辆V-UEiTx对于接收车辆V-UEiRx和接收车辆V-UEjRx的信道功率增益。由于有QoS的约束，定义通信组m的信噪比阈值为Υm，那么对于M个所有通信组，信噪比阈值要求设为对角矩阵Γ＝diag(Υ1，Υ2，…，ΥM)。所有通信组的发射功率为一个向量p＝(p1,p2,…,pM)T,所有接受车辆的噪声功率相等且为σ2。在一个具体实施例中，基站首先构建资源分配矩阵：其中，X表示资源分配矩阵；M表示通信组的总个数；N为资源的总个数；VUEm表示第m个通信组；xmn表示第m个通信组分配第n个资源的情况：当第m个通信组分配了第n个资源时，xmn等于1，否则为0。在一个具体实施例中，基站构建资源复用矩阵：其中，1≤i,j≤M；其中，A表示资源复用矩阵；aij表示第i个通信组与第j个通信组复用某个资源的情况：当第i个通信组与第j个通信组复用该资源时，aij等于1，否则为0。因为共有N个资源，所以一共有N个这样的资源复用矩阵，其集合为{A1,A2,…,AM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种V2V通信系统的资源分配方法，其特征在于，所述V2V通信系统包括分配资源的基站以及若干个利用分配的资源进行通信的通信组，每个通信组包括一个发射用户和一个接收用户，每个通信组只占用一个资源且同一资源可被多个通信组复用，所述方法包括以下步骤：S1、通信组向所述基站上报信道状态信息；S2、所述基站基于所有信道状态信息建立信噪比矩阵；以及S3、所述基站对于所述信噪比矩阵基于最小化矩阵谱半径增长算法分配资源；其中，所述信道状态信息包括通信组的信噪比阈值、通信组分配资源的情况、资源被复用的情况以及通信组之间的信号干扰程度。

【技术特征摘要】
1.一种V2V通信系统的资源分配方法，其特征在于，所述V2V通信系统包括分配资源的基站以及若干个利用分配的资源进行通信的通信组，每个通信组包括一个发射用户和一个接收用户，每个通信组只占用一个资源且同一资源可被多个通信组复用，所述方法包括以下步骤：S1、通信组向所述基站上报信道状态信息；S2、所述基站基于所有信道状态信息建立信噪比矩阵；以及S3、所述基站对于所述信噪比矩阵基于最小化矩阵谱半径增长算法分配资源；其中，所述信道状态信息包括通信组的信噪比阈值、通信组分配资源的情况、资源被复用的情况以及通信组之间的信号干扰程度。2.如权利要求1所述的V2V通信系统的资源分配方法，其特征在于，所述步骤2包括：S2.1、基于所有通信组的信噪比阈值获得对角矩阵；S2.2、基于所有通信组分配资源的情况获得资源分配矩阵；S2.3、基于某资源是否被两个通信组复用的情况建立该资源的资源复用矩阵；S2.4、基于两两通信组之间的信号干扰程度建立相互干扰矩阵。S2.5、基于所述对角矩阵、资源分配矩阵、资源复用矩阵以及相互干扰矩阵建立信噪比矩阵。3.如权利要求2所述的V2V通信系统的资源分配方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S3.1、初始化资源分配矩阵为0；以及S3.2、依次将每个空的资源分配给该资源的相互干扰矩阵的最大列对应的通信组，直到所有资源都分配一个通信组。4.如权利要求3所述的V2V通信系统的资源分配方法，其特征在于，当存在未分配资源的通信组时，所述步骤S3还包括：S3.3、依次为每一个资源以信噪比矩阵的最大行和增长最小且最大行和不...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯延昭，许晓东，崔琪楣，陶小峰，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11