[发明专利]一种基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配方法

权利要求书

1.一种基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立基于5G通信的电动汽车车联网系统模型：包含N辆储能有限的电动汽车、B个5G通信资源模块与若干个路边对象；在时间间隔l内，第i辆电动汽车通过第r个5G通信资源模块与第j个路边对象进行电力与信息传输，若干个时间间隔l构成总运行时间L；每个路边对象接收到的通信功率根据功能分为两部分，一部分功率转化为充电功率，实现电动汽车向路边对象的无线充电；一部分功率搭载所传输的信息，转化为路边对象需处理的信号，实现电动汽车与路边对象的实时通讯；电动汽车与路边对象的通讯链路的充电功率与信息传输功率所占总通信功率的比例分别为且各链路信号均符合瑞利分布，在各链路信号中均存在方差为N₀的高斯白噪声；

步骤2：根据基于5G通信的电动汽车车联网系统模型分别推导短期电动汽车能耗模型与短期路边对象能耗模型；所述短期电动汽车能耗模型综合考虑了电动汽车自身运行能耗与通信需求能耗，表征了电动汽车在时间间隔l内的总能耗；所述短期路边对象能耗模型表征路边对象在同时进行无线充电与信息传输时所消耗的电能；

步骤3：根据所述短期电动汽车能耗模型与短期路边对象能耗模型建立系统长期总能耗模型；所述系统长期总能耗模型由长期电动汽车总能耗与长期路边对象总能耗构成，用于评估基于5G通信的电动汽车车联网总体能耗水平；

步骤4：根据基于5G通信的电动汽车车联网系统模型推导短期通信信噪比模型，所述短期通信信噪比模型用于计算系统传输总容量；并根据短期通信信噪比模型，建立系统长期信息传输总容量模型；

步骤5：综合长期总能耗模型与长期信息传输总容量模型建立系统长期效率模型，根据车联网运行约束条件，确定基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配模型；所述系统长期效率模型表征单位能耗下整个系统传输的信息容量，其值为系统长期信息传输总容量与系统长期总能耗之比；

步骤6：求解所述基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配模型，确定最优分配方案，完成基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配。

2.根据权利要求1所述的基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配方法，其特征在于，所述系统长期总能耗模型的表达式如下：

式中，代表第i辆电动汽车在时间间隔l内通过第r个5G通信资源模块与第j个路边对象进行通信时，该路边对象消耗的能量；P^RO代表每一路边对象在时间间隔l内接收信号所消耗的能量；代表在时间间隔l内电动汽车的总能耗；J_i(l)代表第i辆电动汽车在时间间隔l内连接路边对象的最大数量。

3.根据权利要求2所述的基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配方法，其特征在于，所述短期电动汽车能耗模型的表达式如下：

式中，代表在时间间隔l内电动汽车的总能耗；P^V代表车辆在时间间隔l内消耗的固有电能；σ_i,j,r(l)为一状态变量，1代表第i辆电动汽车在时间间隔l内正通过第r个5G通信资源模块与第j个路边对象进行通信，0代表第i辆电动汽车在时间间隔l内未通过第r个5G通信资源模块与第j个路边对象进行通信；P_i,j,r(l)代表第i辆电动汽车在时间间隔l内通过第r个5G通信资源模块与第j个路边对象进行通信时传输的总功率；J_i(l)代表第i辆电动汽车在时间间隔l内连接路边对象的最大数量。