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摘要：本发明公开了一种在5G蜂窝移动通信网中，基于Underlay频谱接入模式的车联网V2X用户资源分配方法。该方法将优化问题建模为混合二进制整数非线性规划MBINP，在服务质量QoS、总可用功率、干扰阈值和最小传输速率等约束条件下，最小化车联网V2X用户对5G蜂窝用户的干扰。为降低运算复杂度，将原始的MBINP分解为三个步骤：传输功率初始化、子信道分配和功率分配。首先，将V2X用户所需的最小传输功率设置为初始功率值。其次，利用匈牙利算法得到合适的子信道。最后，用一种功率分配机制进行优化。仿真实验证明该方法不仅可以保证V2X用户的最小传输速率，而且在保证蜂窝用户QoS的前提下，进一步提高了蜂窝用户的信道容量。

主权项：1.一种5G蜂窝网中基于Underlay模式的V2X资源分配方法，其特征在于，包括步骤如下：1，考虑在满足车联网V2X用户VU的服务质量QoS、发送总功率、5G蜂窝用户CU可容忍的干扰阈值以及最低速率约束条件下，最小化下一个时刻VU对CU造成的干扰，得到目标函数；2，根据优化问题中的干扰约束和信干噪比约束，对目标函数进行等价转换；3，根据VU的最低速率，确定VU的最小传输功率，作为发射功率的初始值；4，采用匈牙利算法，根据发射功率的初始值，得到子信道分配最优解；5，根据子信道分配结果重新进行功率分配，采用VU接入控制迭代算法，完成近似最优功率分配；进一步，所述步骤2中，对目标函数进行等价转换，包括如下具体步骤：2a，将初始目标函数转换成其等价形式，首先，根据信干噪比公式可得：其中，为信干噪比，为认知基站在子信道z上分配给VU的发送功率，为下一时刻信道功率增益预测值，即同理2b，定义Z′为实际分配给K个VU的子信道总数，且可以合理地假设CU能够提供的子信道数量足够多，即Z′≤Z，则Z′可以表示为：其中，Rk为VUk实际传输速率，为信干噪比，每个子信道单位带宽为B0，考虑到系统中CU的信干噪比也必须得到满足，若令β*表示为蜂窝用户l的最小信干噪比阈值，则CU接收端在子信道z上的最大干扰门限Ith可以表示为：2c，为了最小化VU对CU造成的干扰，当子信道分配固定时，VU的信干噪比和数据传输速率必须尽可能低，所以VU资源分配的QoS就应该取阈值的最小值，即：Rk＝Rmin，其中，为信干噪比，为VU信干噪比阈值，Rk为VUk实际传输速率，Rmin为VU最低传输速率；此时CU分配给VUk的子信道数目mk表示为：且进一步，所述步骤3中，包括如下具体步骤：3a，根据约束条件假设成立，即干扰约束不大于信噪比约束；3b，同时满足约束条件PT为认知基站传输总功率阈值，VUk在子信道z上所需的最小传输功率表示为：3c，完成发射功率初始化后，约束条件变为ρk，z表示VU是否占用子载波，ρk，z＝1表示VUk占用子信道z，ρk，z＝0则表示未占用，且每个子信道只能被一个VU所占用；进一步，所述步骤5中，包括如下具体步骤：5a，为了进行功率的最优分配，需要根据子信道分配结果对发射功率进行重新考虑，每个VU在分配好子信道之后，需根据约束条件进行功率检测，如果分配到的功率满足条件且总传输功率满足约束条件那么此时的功率分配结果就是原优化问题的最优解，完成资源分配；否则，采用VU接入控制迭代算法重新分配功率；5b，假设条件不满足时，说明在CU干扰门限的限制下，VU无法获得足够的传输功率来达到其信干噪比需求，VU必须放弃接入共享频谱的机会；5c，VU不放弃接入频谱的机会，那么VU可以选择在数据速率的需求上进行妥协，以一个比本身需求低的数据速率接入频谱；5d，考虑约束条件根据初始化功率和子信道分配，求出传输总功率，如果总功率超过约束条件中的功率阈值，则拒绝分配到最大功率的VU接入，并重新计算功率，直到传输总功率满足约束条件，此时完成功率分配。

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百度查询： 南京航空航天大学 一种5G蜂窝网中基于Underlay模式的V2X资源分配方法