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基于D2D通信的V2X资源分配方案研究

发布时间:2020-10-18 11:54
   随着汽车工业和通信技术的发展,作为一种移动信息载体,车辆采用无线通信技术接入网络,让人们享受智能驾驶和信息娱乐服务。然而,在大规模网络负载下,为了提高频谱效率,满足V2X(Vehicle-to-everything)通信需求,车辆间通过复用蜂窝网络资源进行通信,即V2V(Vehicle-to-vehicle)之间采用D2D的通信模式进行消息传递。由于资源的复用,导致V2X通信过程中存在大量的同频干扰,而对于通信质量要求较高的车辆通信,干扰是必须要解决的问题。本文针对V2X不同通信场景中的干扰问题,根据通信需求提出了不同的资源分配方案,主要的研究内容如下:第一,针对V2X通信中的安全服务场景,为了安全可靠的传输车辆间的信息,保证车辆用户(V-UEs,Vehicular users)正常通信,考虑在满足V-UEs最低通信要求下,通过一个启发式算法最大化蜂窝用户(C-UEs,Cellular users)总的吞吐量。首先通过图着色原理将没有干扰的车辆分在同一簇中;其次根据分簇结果,利用改进的匈牙利指派算法为V-UEs分配信道;最后通过调整功率最大化C-UEs总的吞吐量。仿真结果表明,此算法能够很好地解决V2X通信的同频干扰问题,提高频谱利用率,在保证V-UEs通信可靠性的前提下,最大化C-UEs的吞吐量。第二,针对V2X通信中的信息娱乐服务场景,为了大量高效的在车辆间传递数据包,分别从e-NB和V-UEs角度出发,通过合理的资源分配方案,保证C-UEs正常通信的同时,最大化V-UEs的可达速率。首先,基于贪婪思想的图分割将V-UEs分成不同簇,不同簇间复用相同的资源,可以提高资源的利用率;然后基于可行性-竞争原则为V-UEs分配物理资源块(PRB);最后,对复用相同资源的V-UEs建立博弈模型,采用分布式功率分配方案,使每个V-UEs得到最优发射功率。仿真结果表明,所提资源分配方案能够很好地满足V-UEs信息服务场景需求,提升系统性能。
【学位单位】:重庆邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2018
【中图分类】:TN929.5
【文章目录】:
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景、目的和意义
    1.2 研究现状
    1.3 V2X行业发展现状
    1.4 本文的主要内容和结构
第2章 V2X相关技术介绍
    2.1 V2X概述
        2.1.1 V2X标准化进程
        2.1.2 V2X通信分类
    2.2 V2X系统架构
        2.2.1 V2X架构
        2.2.2 V2X通信场景
        2.2.3 V2X通信系统的要求
    2.3 D2D通信
        2.3.1 D2D通信介绍
        2.3.2 D2D资源分配模式
    2.4 V2X物理层介绍
        2.4.1 V2X物理层设计
        2.4.2 V2X资源分配模式
        2.4.3 V2X时钟同步
    2.5 本章小结
第3章 V2X安全服务场景下的资源分配方案
    3.1 引言
    3.2 系统模型及问题规划
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 问题规划
    3.3 资源分配方案
        3.3.1 V-UEs分簇
        3.3.2 V-UEs信道分配
        3.3.3 V-UEs功率调整
    3.4 仿真验证
    3.5 本章小结
第4章 V2X信息服务场景下的资源分配方案
    4.1 引言
    4.2 系统模型及问题规划
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 问题规划
    4.3 分配方案
        4.3.1 V-UEs分簇
        4.3.2 PRB分配
        4.3.3 功率博弈
    4.4 仿真验证
    4.5 本章小结
第5章 总结和展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果

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