隨著5G移動通信系統(tǒng)市場化日益成熟,車聯(lián)網(wǎng)作為其重要組成部分引起了眾多關(guān)注。在高速移動環(huán)境中,面向不同移動速度的各類用戶能夠提供高速率、高可靠、低時延的移動通信是一個亟需解決的問題。本文研究在車聯(lián)網(wǎng)中基站向車輛用戶和靜態(tài)用戶提供聯(lián)合通信的吞吐量最大化問題。利用不同移動速度用戶的信道狀態(tài)信息統(tǒng)計特征差異化的特點,設(shè)計一種基于分層調(diào)制技術(shù)的多用戶復(fù)用傳輸方案。為了滿足兩類用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求和隨機到達業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)隊列的穩(wěn)定性,設(shè)計一種動態(tài)跨層資源管理策略,包括:接入控制策略、低復(fù)雜度的用戶調(diào)度方案和設(shè)計的多用戶復(fù)用傳輸方案。針對多用戶調(diào)度策略,給出了兩種多用戶調(diào)度算法,分別是最優(yōu)的窮舉搜索算法和次優(yōu)的啟發(fā)式搜索算法。仿真結(jié)果可以證明低復(fù)雜度的啟發(fā)式搜索算法幾乎能夠達到和窮舉搜索算法相同的吞吐量。在滿足每個用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)隊列穩(wěn)定性的條件下,該跨層資源管理策略揭示了吞吐量和傳輸時延之間的權(quán)衡關(guān)系。 

【文章來源】：中國電子科學(xué)研究院學(xué)報. 2020,15(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：16 頁

【部分圖文】：

基站和車輛之間移動通信示意圖

考慮車聯(lián)網(wǎng)中信道隨機變化和不同類型用戶業(yè)務(wù)隨機到達的特點，本文研究動態(tài)跨層資源管理問題，聯(lián)合優(yōu)化接入控制，用戶調(diào)度和資源分配。為了清晰地描述動態(tài)跨層資源管理問題，首先設(shè)計一個跨層優(yōu)化資源管理系統(tǒng)框架，如圖2所示，然后針對每一層的系統(tǒng)模塊展開具體的闡述。跨層資源管理需要聯(lián)合考慮各層的動態(tài)特性和層間的交互行為，根據(jù)不同類型用戶業(yè)務(wù)的QoS要求、多址接入(Multiple Access Control,MAC)層的隊列狀態(tài)信息和物理層的信道狀態(tài)信息，實時動態(tài)的管理和分配有限的系統(tǒng)資源。例如:接入控制管理、用戶調(diào)度管理、傳輸方案管理，其中接入控制管理負責系統(tǒng)中不同種類用戶業(yè)務(wù)的準入，用戶調(diào)度管理決定最優(yōu)用戶或用戶組的選擇，傳輸方案管理決定系統(tǒng)當前時隙的傳輸能力�？鐚淤Y源管理系統(tǒng)中核心模塊是調(diào)度控制器。它的工作流程是:在t時隙開始的時候，調(diào)度控制器根據(jù)t-1時隙調(diào)度算法的計算結(jié)果，控制新到達的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進入到MAC層中對應(yīng)的業(yè)務(wù)隊列的比特數(shù)量，這里假設(shè)每個用戶只有一種業(yè)務(wù)并且具有單獨的業(yè)務(wù)隊列。調(diào)度控制器根據(jù)所有靜態(tài)用戶和車輛用戶的業(yè)務(wù)隊列狀態(tài)信息、業(yè)務(wù)的QoS要求以及每個用戶當前的CSI，選擇一個用戶或者兩個不同類型的用戶進行傳輸，并且給不同的用戶分配最優(yōu)的發(fā)射功率和從業(yè)務(wù)隊列中離開的業(yè)務(wù)比特數(shù)量，從而保證整個系統(tǒng)中業(yè)務(wù)隊列的穩(wěn)定和吞吐量效用值最大化。

經(jīng)過格雷碼映射之后的分層4/16正交幅度調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)的星座圖如圖3所示。星座圖的第一層是由虛擬的4-QAM構(gòu)成，也就是圖中的4個灰色星座點。d1表示灰點之間的歐氏距離。星座圖的第二層是由16-QAM構(gòu)成，也就是圖中的白色星座點。d2表示在第二層中相同象限內(nèi)白色星座點之間的歐氏距離，它決定第二層分配的業(yè)務(wù)比特的誤比特率。類似地，d3表示在第二層中相鄰象限內(nèi)白色星座點之間的歐氏距離，它決定第一層分配的業(yè)務(wù)比特的誤比特率并且d3≥d2。這種分層調(diào)制技術(shù)可以擴展到更多層級的調(diào)制方案，從而為更多類型的用戶提供同時傳輸?shù)哪芰10]。由于本小節(jié)是在一個時隙內(nèi)討論如何合理地分配不同用戶的傳輸比特和發(fā)射功率，為了閱讀的簡潔，時隙索引t可以被暫時省略。根據(jù)文獻[11]中的結(jié)論，分配給第二層比特的發(fā)射功率可以表示為

【參考文獻】：
期刊論文
[1]車聯(lián)網(wǎng)安全消息傳輸?shù)陌踩匝芯縖J]. 左明慧,鄭成增.  中國電子科學(xué)研究院學(xué)報. 2019(05)



本文編號：2980813