[发明专利]一种基于小蜂窝辅助的车联网传输方法

权利要求书

1.一种基于小蜂窝辅助的车联网传输方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在车联网中基于最优效用匹配算法确定车辆和路侧单元RSU资源块的匹配；

在步骤S1中，存在I个传输车辆，J个接收车辆，各自的集合分别为将I个传输车辆和J个接收车辆一一配对，形成I个传输-接收车辆对TX-RX_i，RSU的集合为U＝{U₁,U₂,…,U_n}，将M个资源块与小蜂窝用户一一配对，用R_m表示，资源块集合为R＝{R₁,R₂,…,R_m}；

传输-接收车辆对TX-RXi表示为V_i，匹配的U_n和R_m表示为UR_n,m，备选列表中UR的个数定义为匹配度，用p(V_i)表示，对于车辆V_i，选择UR_n,m的网络效用函数表示为：

其中μ＝1表示车辆采用基于DSRC的V2I传输方式，表示车辆在DSRC网络传输下的能效：其中，P_cir,v，P_cir,u分别表示相应车辆和RSU的电路功率；1-μ＝1表示车辆采用小蜂窝辅助的V2L通信传输方式，表示车辆在小蜂窝网络传输下的能效，其中P_cir,c表示相应小蜂窝基站用户的电路功率，为传输车辆到接收车辆之间的信噪比，为传输车辆与小蜂窝基站之间的信噪比，为小蜂窝基站与接收车辆通信之间的信噪比，为小蜂窝用户C_m的信噪比；为选择RSU_n的竞价，其竞价集合表示为为选择资源块RB_m的竞价，其竞价集合表示为其中所有为相同的值；

对匹配问题进行优化求解，车辆TX-RX组合i表示为V_i，RSU_n和RB_m组合为UR_n,m，备选列表中UR的个数定义为匹配度，用p(V_i)表示；

令S_i,n,m∈{0,1}，表示车辆V_i、U_n和资源块R_m的配对关系，则

优化问题表示为：

C2：

C3：

C4：

C5：

C6：

所述最优效用匹配算法包括以下步骤：

A1：V_i计算所有满足SINR要求的UR效用值U_i,n,m，并按从大到小的顺序建立备选列表ψ_i，备选UR数量即为车辆的匹配度；重复上述步骤，直至网络中所有的车辆都获得其备选列表与匹配度信息，车辆通过相邻RSU相互传递参数信息；

A2：根据不同的匹配度来进行V_i与UR_n,m配对：当p(V_i)＝0时，V_i通过小蜂窝基站进行辅助传输；当p(V_i)＝1时，其具有最高优先级，可直接选择当前匹配到的UR；若多个匹配度为1的V_i都匹配到同一个UR，首先选择U_i,n,m最高的V_i与其UR匹配；当p(V_i)≥2时，选择U_i,n,m最大的UR_n,m与V_i匹配，若在备选列表ψ_i和ψ_j中,U_i,n,m和U_j,n,m值都为其列表中的最大值，则采用基于拍卖的能效资源分配算法，选择胜出的V_i与UR_n,m匹配；

A3：从车辆集合中去掉V_i以及与之匹配的UR_n,m，更新所有车辆匹配度并对备选列表重新排序，直至所有V_i都能有网络提供服务；

S2：当同一个RSU资源块在多个车辆的备选列表中网络效用值都为最大，采用基于拍卖的能效资源分配算法，包括以下步骤：

B1：设定Φ_U和Φ_R的价格增量集合分别为和k为迭代指数，在第k轮中网络效用值可表示为：

B2：在第k+1轮竞价中，的价格增加由下式表示：则在第k+1轮的网络效用U_i,n,m和U_j,n,m分别为：

B3：更新并生成新的备选列表ψ_i(k+1)、ψ_j(k+1)，如U_i,n,m(k+1)和U_j,n,m(k+1)仍是备选列表ψ_i(k+1)、ψ_j(k+1)中的最大值，继续进行迭代；否则，选择当前最大的U_i,n,m，V_i与UR_n,m进行匹配，基于拍卖的能效资源分配算法结束；

S3：车辆得出基于小蜂窝辅助的车联网传输下最优匹配和功率分配方案。