[发明专利]一种基于公平性的车联网V2X传输的中继车辆选择方法

权利要求书

1.一种基于公平性的车联网V2X传输的中继车辆选择方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、根据车辆与基础设施之间的通信V2I链路传输，利用式(1)计算第i个服务车辆SV_i的传输速率V_i；

式(1)中，子载波指标集M＝{1,2,…,k}；B表示单个子载波的带宽，N_i表示第i个服务车辆SV_i调度的子载波总数，即sub_m,i表示第i个服务车辆SV_i的第m个子载波sub_m；P_m,i表示第m个子载波sub_m对第i个服务车辆SV_i的发射功率，P_B,i表示基站BS对第i个服务车辆SV_i的发射功率，d_i为基站BS与第i个服务车辆SV_i的距离，gain_i表示第i个服务车辆SV_i的通信V2I链路传输的信道增益，β_m,i是从第m个子载波sub_m到第i个服务车辆SV_i的路径损耗衰减因子，β_B,i是从基站BS到第i个服务车辆SV_i的路径损耗衰减因子，N_C是标准传输速率对应的子载波数量，P_ψ,m表示第m个子载波sub_m的衰弱功率，是加性高斯白噪声AWGN的噪声功率；

步骤2、根据车辆与车辆之间的通信V2V链路传输，利用式(2)计算第j个中继车辆RV_j协助第i个服务车辆SV_i的传输速率V_i,j；

式(2)中，和分别表示第j个中继车辆RV_j到第i个服务车辆SV_i的发射功率、发送效率；d_i,j表示第j个中继车辆RV_j与第i个服务车辆SV_i之间的距离，为第j个中继车辆RV_j到第i个服务车辆SV_i的路径损耗功率，gain_i,j表示第j个中继车辆RV_j到第i个服务车辆SV_i的信道增益，是协作传输的噪声功率,N_i,j为第j个中继车辆RV_j协助第i个服务车辆SV_i所占用的子载波数，即sub_m,i,j表示第j个中继车辆RV_j协助第i个服务车辆SV_i调度的第m个子载波sub_m；

步骤3、利用式(3)建立公平速率V_FR的约束条件：

V_i≥V_FR≥V_min (3)

式(3)中，V_min表示当前的基准下载速率；

利用式(4)计算公平速率V_FR：

式(4)中，V_request是服务车辆SV中最小的请求速率；δ为修正系数，取值范围为0＜δ≤1，λ为服务车辆SV的分布频率，Sta表示服务车辆SV的数据传输状态，并有：Sta_i为第i个服务车辆SV_i的传输状态，若请求传输，则令Sta_i＝1，否则，令Sta_i＝0；

步骤4、当第i个服务车辆SV_i满足V_i＝V_FR时，利用式(1)求出第i个服务车辆SV_i达到公平速率V_FR所需的最大子载波数N_FS；

利用式(5)得到第i个服务车辆SV_i的子载波利用率SoF_i：

式(5)中，CSI_i为第i个服务车辆SV_i的信道状态；

步骤5、利用式(6)得到第i个服务车辆SV_i的需要进行中继传输的条件Δ_i：

式(6)中，relay_i表示第i个服务车辆SV_i的中继因子，θ表示子载波因子，CSI_stand表示标准信道状态，H(m)表示第m个子载波sub_m的信道状态，G(*)为信道状态函数，表征SV数量N和信道状态CSI的对应关系；当第m个子载波sub_m的信道状态G(*)满足时，令G(*)＝1，否则令G(*)＝0；

步骤6、构建最大效用函数，通过最大效用函数为服务车辆SV选择唯一适合的中继车辆；

步骤6.1、利用式(7)得到第j个中继车辆RV_j对第i个服务车辆SV_i的公平回报函数用于判断服务车辆SV经中继传输对资源利用的影响程度：

步骤6.2、利用式(8)计算第j个中继车辆RV_j对第i个服务车辆SV_i的路径持续时间使中继车辆可持续进行服务：

式(8)中，以基站BS作为坐标原点时，基站BS所覆盖区域中第i个服务车辆SV_i的位置用二维坐标(x_i,y_i)表示，R_j为第j个中继车辆RV_j的最大通信半径；

步骤6.3、利用式(9)构造最大效用函数，用于第i个服务车辆SV_i选择唯一适合的中继车辆：

式(9)中，f₁′、f₂′表示公平回报函数和路径持续时间的权重值；

步骤6.4、计算出所有备选的中继车辆的最大效用max{MU_i,j}，从而选出最大效用值所对应的中继车辆RV_j服务第i个服务车辆SV_i。