一种车联网资源的分配方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种车联网资源的分配方法及系统，包括：构建车辆通信的信道模型；对V2V链路进行分簇，获取V2V链路簇集合；依据所述信道模型获取V2I链路发射功率和V2V链路发射功率的最优解；以及依据所述V2I链路发射功率和所述V2V链路发射功率的最优解、以及所述V2V链路的分簇情况，对V2I链路、V2V链路簇集和资源块进行信道分配。通过本发明专利技术提供的一种车联网资源的分配方法及系统，可显著降低通信链路间干扰。扰。扰。

【技术实现步骤摘要】
一种车联网资源的分配方法及系统


[0001]本专利技术属于通信
，特别涉及一种车联网资源的分配方法及系统。

技术介绍

[0002]随着车辆数量的增加和车载应用的日益普及，目前分配给车联网的频谱不足以支持未来汽车应用的高带宽传输，例如自动驾驶和多媒体信息娱乐对传输数速率有着较高要求。但频谱是稀缺且宝贵的资源，大多数自组织网络都存在资源冲突的问题，需要对频谱资源进行有效管理以避免干扰和冲突。然而车联网的动态拓扑、复杂的应用场景、有限的频率资源等特性给合理分配带来了巨大挑战。
[0003]对于车辆对基础设施(Vehicle to Infrastructure，V2I)和车辆对车辆(Vehicle to Vehicle，V2V)通信共存的场景，可通过重用蜂窝车辆的频谱来提高系统频谱资源的利用率，以此来提高系统性能。但频谱复用会造成通信链路间的同频干扰，干扰的存在会导致每辆车的传输速率衰减，从而影响数据传输的可靠性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种车联网资源的分配方法及系统，可在保证V2I链路的最低通信服务质量和V2V链路的可靠性的条件下，实现V2I链路的总和速率最大化。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种车联网资源的分配方法，包括：
[0006]构建车辆通信的信道模型；
[0007]对V2V链路进行分簇，获取V2V链路簇集合；
[0008]依据所述信道模型以及V2V的分簇情况，获取V2I链路发射功率和V2V链路发射功率的最优解；以及
[0009]依据所述V2I链路发射功率和所述V2V链路发射功率的最优解、以及所述V2V链路的分簇情况，对V2I链路、V2V链路簇集和资源块进行信道分配。
[0010]在本专利技术一实施例中，构建车辆通信的信道模型包括：获取每个V2I通信车辆通过资源块与基站进行通信的信道增益，以及每个V2V链路发射端通过资源块与基站进行通信的信道增益。
[0011]在本专利技术一实施例中，构建车辆通信的信道模型包括：获取每条V2I链路在基站处的信干噪比，以及每条V2V链路在其接收端的信干噪比。
[0012]在本专利技术一实施例中，所述信道模型为获取目标函数P1，且
[0013][0014]其中，表示第f个RB是否分配给第m条V2I链路；分别表示第f个RB是否分配给第n条V2V链路；表示第f个RB上V2I链路的发射功率；表示第f个RB上V2V链路的发
射功率；为通过第f个RB进行通信的第m条V2I链路在基站处的信干噪比。
[0015]在本专利技术一实施例中，对V2V链路进行分簇包括以下步骤：
[0016]建立并初始化干扰图；
[0017]获取干扰图中每个顶点的饱和度；以及
[0018]将干扰图中的顶点着色，并依据每个顶点上的颜色，将V2V链路分为若干个不相交的簇。
[0019]在本专利技术一实施例中，据所述V2I链路发射功率的最优解通过以下公式获得：
[0020][0021]其中，表示资源块上V2I链路的最大发射功率；表示资源块上V2V链路的最大发射功率；为第n条V2V链路通过第f个RB进行通信的信道增益；为第n
’
条V2V链路发射端通过第f个RB与第n条V2V链路接收端之间的信道增益；为第m辆V2I通信车辆通过第f个RB与第n条V2V链路接收端进行通信的信道增益；是V2V链路的信干噪比阈值；σ2是噪声功率。
[0022]在本专利技术一实施例中，所述V2V链路发射功率的最优解通过以下公式获得：
[0023][0024]其中，是V2V链路的信干噪比阈值；为V2I链路发射功率的最优解；ζ
m
表示使用相同资源块进行通信的第m条V2I链路与V2V链路簇集c
k
中的Nc
k
条V2V链路之间的信道增益；σ2是噪声功率；为第n条V2V链路通过第f个RB进行通信的信道增益；为第n
’
条V2V链路发射端通过第f个RB与第n条V2V链路接收端之间的信道增益。
[0025]在本专利技术一实施例中，对V2I链路、V2V链路簇集和资源块进行信道分配包括以下步骤：
[0026]建立三维超图模型，并结合最优功率解和V2V链路的分簇情况获取三维超图模型中每条边的权重；
[0027]在三维超图的每一维选取一个顶点组成顶点集，列举所有存在的顶点集情况；以及
[0028]获取每种顶点集的权重和，找出权重和最大的顶点集作为最优解。
[0029]在本专利技术一实施例中，所述三维超图模型中每条边的权重通过以下公式获得：
[0030][0031]其中，是第k个V2V链路簇集复用通过第f个RB进行通信的第m条V2I链路的速率。
[0032]本专利技术还提供一种车联网资源的分配系统，包括：
[0033]信道模型建立单元，用于构建车辆通信的信道模型；
[0034]V2V链路分簇单元，用于对V2V链路进行分簇，获取V2V链路簇集合；
[0035]最优解获取单元，用于依据所述信道模型以及V2V的分簇情况，获取V2I链路发射功率和V2V链路发射功率的最优解；以及
[0036]信道分配单元，用于依据所述V2I链路发射功率和所述V2V链路发射功率的最优解、以及所述V2V链路的分簇情况，对V2I链路、V2V链路簇集和资源块进行信道分配。
[0037]综上所述，本专利技术提供的一种车联网资源的分配方法及系统，利用图着色算法对链路进行分簇，可显著降低通信链路间干扰。利用GC算法对V2V链路分簇，并利用3DM算法对V2I链路、V2V簇和资源块三者进行信道资源的优化分配，从而降低使用同一资源链路之间的干扰。通过本专利技术提供的一种车联网资源的分配方法，有效提高了V2I链路总和速率，并在相对较少的迭代次数下收敛到次优解。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1是本专利技术中一种车联网资源的分配方法流程图。
[0040]图2是本专利技术中一种车辆通信的信道模型图。
[0041]图3是本专利技术中使用图着色算法对V2V链路进行分簇的流程图。
[0042]图4是本专利技术中通过建立三维超图模型来实现信道分配的流程图。
[0043]图5是本专利技术中使用K均匀超图实现信道分配的三维匹配图。
[0044]图6是本专利技术中一种车联网资源的分配系统结构框图。
[0045]图7为一种计算机可读存储介质的框图。
[0046]图8为一种电子设备的结构原理框图。
[0047]图9是使用不同算法时V2I链路总和速率与V2V链路数量的关系图。
[0048]图10是使用不同算法时V2I链路总和速率与迭代次数的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车联网资源的分配方法，其特征在于，包括以下步骤：构建车辆通信的信道模型；对V2V链路进行分簇，获取V2V链路簇集合；依据所述信道模型以及V2V的分簇情况，获取V2I链路发射功率和V2V链路发射功率的最优解；以及依据所述V2I链路发射功率和所述V2V链路发射功率的最优解、以及所述V2V链路的分簇情况，对V2I链路、V2V链路簇集和资源块进行信道分配。2.根据权利要求1所示的一种车联网资源的分配方法，其特征在于，构建车辆通信的信道模型包括：获取每个V2I通信车辆通过资源块与基站进行通信的信道增益，以及每个V2V链路发射端通过资源块与基站进行通信的信道增益。3.根据权利要求1所示的一种车联网资源的分配方法，其特征在于，构建车辆通信的信道模型包括：获取每条V2I链路在基站处的信干噪比，以及每条V2V链路在其接收端的信干噪比。4.根据权利要求1所示的一种车联网资源的分配方法，其特征在于，所述信道模型为获取目标函数P1，且其中，表示第f个RB是否分配给第m条V2I链路；分别表示第f个RB是否分配给第n条V2V链路；表示第f个RB上V2I链路的发射功率；表示第f个RB上V2V链路的发射功率；为通过第f个RB进行通信的第m条V2I链路在基站处的信干噪比。5.根据权利要求1所示的一种车联网资源的分配方法，其特征在于，对V2V链路进行分簇包括以下步骤：建立并初始化干扰图；获取干扰图中每个顶点的饱和度；以及将干扰图中的顶点着色，并依据每个顶点上的颜色，将V2V链路分为若干个不相交的簇。6.根据权利要求1所示的一种车联网资源的分配方法，其特征在于，据所述V2I链路发射功率的最优解通过以下公式获得：其中，表示资源块上V2I链路的最大发射功率；表示资源块上V2V链路的最大发射功率；为第n条V2V链路通过第f个RB进行通信的信道增益；为第n
’
条V2V链路发
射端通过第f个RB与第n条V2V链路接收端之间的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：许耀华，王慧平，王翊，王贵竹，蒋芳，胡艳军，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：