非授權(quán)頻段V2V通信和Wi-Fi的友好共存與資源管理.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來(lái)越來(lái)受到各行各業(yè)的關(guān)注。一方面，2016年9月，基于LTE(Long Term Evolution，LTE)通信系統(tǒng)的車對(duì)車通信(Vehicle to Vehicle，V2V)率先完成了標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)示著LTE-V將成為下一代通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。另一方面，全球車輛通信設(shè)備數(shù)量是十分龐大的，這加劇了本身資源緊張的授權(quán)頻譜的負(fù)擔(dān)。為此，開(kāi)發(fā)豐富的非授權(quán)頻段資源，將一部分V2V通信業(yè)務(wù)卸載到非授權(quán)頻段成為了解決

2、授權(quán)頻譜資源緊張的主要研究方向?？紤]到非授權(quán)頻段的主要用戶是Wi-Fi用戶，那么關(guān)于V2V通信在非授權(quán)頻段與Wi-Fi友好共存問(wèn)題的研究就變得意義十分重大。
　　本課題主要的創(chuàng)新點(diǎn)與貢獻(xiàn)簡(jiǎn)要概括如下:
　　第一，本文提出了一個(gè)V2V通信與Wi-Fi系統(tǒng)友好共存于非授權(quán)頻段的通信場(chǎng)景:具有LTE-U功能的基站在保證Wi-Fi用戶的基本QoS(Quality of Service)的前提下占用非授權(quán)頻段資源進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以緩解授權(quán)

3、頻譜資源的負(fù)擔(dān)。課題研究所采用的時(shí)域共享策略為:LBT(Listen-Before-Talk)、Duty-Cycle和ABS(Almost Black Subframes)，并基于三種共享機(jī)制進(jìn)行無(wú)線資源管理以提升系統(tǒng)的性能。
　　第二，針對(duì)LBT和Duty-Cycle的信道接入機(jī)制:為保證V2V設(shè)備的嚴(yán)格可靠性和低時(shí)延的要求，本文以最大化V2V系統(tǒng)吞吐量為目標(biāo)，建立合理的數(shù)學(xué)模型，并采用牛頓迭代算法結(jié)合拉格朗日對(duì)偶算法對(duì)模型求解

4、，得到最優(yōu)的資源分配方案，使得系統(tǒng)性能最優(yōu)。仿真分析了算法的收斂性、相較于其他算法在性能上的優(yōu)越性以及V2V與Wi-Fi共存時(shí)的系統(tǒng)性能。
　　第三，針對(duì)ABS協(xié)作共存策略，本文提出了一個(gè)基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)空白子幀分配算法。ABS協(xié)作策略通過(guò)配置一定數(shù)量空白子幀解決異構(gòu)系統(tǒng)共存問(wèn)題，在空白子幀調(diào)度期間，LTE系統(tǒng)會(huì)處于靜默(slienced)狀態(tài)，Wi-Fi會(huì)利用這些子幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本文以LTE-U系統(tǒng)中的子幀個(gè)數(shù)和空白子幀個(gè)數(shù)