[发明专利]一种低时延高可靠V2V系统的资源分配方法

说明书

本发明公开了一种低时延高可靠V2V系统的资源分配方法，包括：基站辅助的V2V系统的资源分配由两个阶段组成。在大尺度资源分配阶段，每L个slot，所有V2V用户将大尺度CSI和数据到达率信息发送给基站，基站根据该信息，以最小化所有V2V用户最大功率为目标，决定每个V2V用户占用的RB数量、每个V2V用户的功率分配和所有V2V用户的共享RB数量。在小尺度资源分配阶段，V2V用户根据从基站接收到的大尺度资源分配结果，在小尺度时延可靠性约束下，以减小发送功率和增大发送效率为目标，每个slot进行一次资源分配，决定每个V2V用户在每个RB上的功率分配以及占用的共享RB数量。本发明在保证V2V通信的时延可靠性要求、减少基站和用户信息交换的同时，最大化资源利用效率。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种低时延高可靠V2V系统的资源分配方法。

背景技术

在第五代无线通信网络(5G)中，车辆间通信(V2V)是一项重要的应用场景。V2V系统可以支持包括碰撞预警、变道预警和实时导航等一系列应用，从而实现自动驾驶，构建智能交通系统，进而大幅提高交通安全性，改善驾驶体验。然而这些应用对于通信时延十分敏感，对于可靠性也有很高的要求，因此需要网络提供很高的服务质量(QoS)，实现低时延高可靠通信(URLLC)。具体地，METIS项目要求V2V通信的时延小于5ms并且可靠性高于99.999％。为此，可以采用基站辅助的D2D通信方式，车辆间使用D2D直接传输数据，具体的资源分配信息由基站发送给车辆。

现有文献中给出的V2V系统资源分配方案主要有：使用极值理论(EVT)对极端事件发生的概率进行建模，并通过李雅普诺夫优化保证队列的稳定性。使用信息年龄(AoI)描述时延指标并使用EVT对AoI的末端分布进行建模，接着建立优化问题求解最优资源分配。为了解决资源分配需要用到实时CSI的问题，使用延迟的CSI反馈信息建立优化问题并最小化V2V链路的中断概率。另外，还有一种方案使用信道的大尺度衰落信息，使用有效容量对超出时延约束的概率进行建模，进而进行大尺度的频谱和功率资源分配。

对上几种现有的低时延高可靠V2V系统资源分配方案分析发现，现有方案无法充分利用V2V链路的实时CSI，只能使用延迟的或大尺度的CSI进行资源分配，如果需要使用实时CSI则会引入很大的CSI交换时延，从而增大系统的时延。

因此，迫切地需要提供一种机制，能够在充分利用V2V链路实时CSI的同时，减小CSI交换带来的时延，在提高通信资源利用效率的同时，保障V2V通信的低时延高可靠要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种低时延高可靠V2V系统的资源分配方法，在V2V用户在基站辅助下通信时，分别在基站侧和用户侧进行大尺度和小尺度的资源分配，从而在保证V2V通信的时延可靠性要求、减少基站和用户信息交换的同时，最大化资源利用效率。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种低时延高可靠V2V系统的资源分配方法，该方法包括：

一个基站与若干V2V用户连接；V2V用户将信道大尺度CSI发送给基站，基站进行大尺度资源分配，将资源分配结果发送给V2V用户，V2V用户利用大尺度资源分配结果进行小尺度资源分配，根据小尺度资源分配结果进行V2V链路的数据传输；

大尺度资源分配每L个slot进行一次，基站根据大尺度CSI信息，在大尺度时延可靠性约束下，以最小化所有V2V用户的最大发送功率为目标，决定每个V2V用户占用的子载波RB数量、每个V2V用户的功率分配和所有V2V用户的共享RB数量；

小尺度资源分配每个slot进行一次，在小尺度时延可靠性约束下，以减小发送功率和增大发送效率为目标，决定每个V2V用户在每个RB上的功率分配以及占用的共享RB数量。

进一步地，L的数值选择使得在L个slot内，V2V用户的大尺度CSI基本不变。