[发明专利]一种基于路边单元的数据分发方法及系统

权利要求书

1.一种基于路边单元的数据分发方法，其特征在于，包括：

获取道路场景特征参数，基于所述道路场景特征参数建立路边单元到车辆的下行链路信干噪比函数，并基于车辆最小信干噪比阈值对路边单元发射功率以及路边单元覆盖范围进行约束；

基于车辆通信需求，分别定义路边单元的最大服务速率信干噪比阈值和最小服务速率信干噪比阈值，基于所述最大服务速率信干噪比阈值和所述最小服务速率信干噪比阈值定义服务速率函数，基于排队模型，得到系统丢包率函数和系统驻留时间函数；

定义系统传输能耗、系统运营成本和传输数据包大小，基于约束所述路边单元发射功率、约束所述路边单元覆盖范围、所述系统丢包率函数、所述系统驻留时间函数、最小化所述系统传输能耗和所述系统运营成本构建系统总能耗最小化优化问题；

对所述系统总能耗最小化优化问题中的系统丢包率函数和系统驻留时间函数的概率约束利用Markov不等式和Chernoff边界进行松弛逼近得到简化表达式，并根据推导得到的中断概率得到所述服务速率函数随所述路边单元发射功率的变化函数；

初始化每个时刻优化能量消耗、优化路边单元使用个数、每个时刻优化发射功率和优化存储容量，对所述系统总能耗最小化优化问题求解，得到系统总能耗。

2.根据权利要求1所述的基于路边单元的数据分发方法，其特征在于，所述获取道路场景特征参数，基于所述道路场景特征参数建立路边单元到车辆的下行链路信干噪比函数，并基于车辆最小信干噪比阈值对路边单元发射功率以及路边单元覆盖范围进行约束，具体包括：

获取路边单元总个数、路边单元使用个数、道路长度、道路宽度，建立若干个路边单元坐标，其中所述路边单元使用个数小于等于所述路边单元总个数；

设定道路中路边单元的第一频谱资源和第二频谱资源为正交频谱资源，若预设车辆选择所述道路中使用所述第一频谱资源的任一路边单元进行数据传输，则判断获知由于与所述任一路边单元前后不相邻的路边单元也使用所述第一频谱资源进行数据传输，从而对所述预设车辆产生干扰；

设定所述路边单元在同一时刻具有相同发射功率，基于所述路边单元发射功率、任一时刻的接收信道功率增益、噪声功率和任一时刻的干扰信道功率增益，获得所述下行链路信干噪比函数；

设定所述车辆最小信干噪比阈值、路边单元最小水平覆盖距离和路边单元最大水平覆盖距离，将所述路边单元最小水平覆盖距离代入所述下行链路信干噪比函数中得到满足覆盖整个道路的第一车辆下行信干噪比函数，并使所述第一车辆下行信干噪比函数不小于所述车辆最小信干噪比阈值，将所述路边单元最大水平覆盖距离代入所述下行链路信干噪比函数中得到满足使干扰可控的第二车辆下行信干噪比函数，并使所述第二车辆下行信干噪比函数不小于所述车辆最小信干噪比阈值。

3.根据权利要求1或2所述的基于路边单元的数据分发方法，其特征在于，所述基于车辆通信需求，分别定义路边单元的最大服务速率信干噪比阈值和最小服务速率信干噪比阈值，基于所述最大服务速率信干噪比阈值和所述最小服务速率信干噪比阈值定义服务速率函数，基于排队模型，得到系统丢包率函数和系统驻留时间函数，具体包括：

设定每个路边单元采用预设队列系统，并采用预设有限存储空间，包括固定数据包到达速率和路边单元服务速率；

定义所述最大服务速率信干噪比阈值和所述最小服务速率信干噪比阈值，将所述路边单元服务速率进行逼近表示，得到所述服务速率函数；

基于所述固定数据包到达速率和所述服务速率函数，得到服务效用函数；

基于所述服务效用函数，得到所述系统丢包率函数和所述系统驻留时间函数。

4.根据权利要求1所述的基于路边单元的数据分发方法，其特征在于，所述定义系统传输能耗、系统运营成本和传输数据包大小，基于约束所述路边单元发射功率、约束所述路边单元覆盖范围、所述系统丢包率函数、所述系统驻留时间函数、最小化所述系统传输能耗和所述系统运营成本构建系统总能耗最小化优化问题，具体包括：

获取发射功率系数和路边单元覆盖范围间函数，基于所述传输数据包大小，得到所述系统传输能耗，并采用距离门限值对所述路边单元覆盖范围函数进行约束；

定义车辆驶过所述道路的总时隙，基于所述总时隙，建立所述系统总能耗最小化优化问题。