[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

说明书

本发明公开了一种基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配方法，建立基于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与路边对象的能耗模型，以此建立系统长期总能耗模型；推导短期通信信噪比模型，以此建立系统长期信息传输总容量模型；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；对优化分配模型进行简化处理，得到转化后的迭代线性优化模型；利用拉格朗日对偶法迭代计算方法求解迭代线性优化模型，确定最优分配方案。本发明解决解决如何确定最优车联网长期电力分配方案的技术问题，提高基于5G通信的电动汽车车联网电力分配效率。

技术领域

本发明涉及车联网优化领域，具体涉及一种基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配方法。

背景技术

随着我国汽车保有量的快速增加，道路交通安全问题日益突出。车辆与外界信息交换(V2X，vehicle to everything)作为一种解决道路安全问题的新手段逐渐引起人们的重视。V2X车联网通过融合现代通信与网络技术，实现车与人、车、路、后台等对象之间的智能信息交换共享，保证车辆安全、舒适、节能、高效行驶。

目前，电动汽车车联网的主要组成部分包括电动汽车与路边对象，电动汽车与路边对象(手机、后台、监控等)可以通过WIFI、移动网络、蓝牙网络等进行通信，但是通信效率还有待提高。考虑到5G通信具有传输速率更高、时延更低的优点，结合现阶段大力发展的5G通信网络技术，未来基于5G通信的电动汽车车联网体系结构将变得更加灵活，系统元素将更加多样。

发明人对于未来基于5G通信的电动汽车车联网的构想，不仅仅局限于各组成部分之间的信息互通，还需要在通信的同时对信号接收方进行充电。目前，缺少对同时通信与充电情境下的电力资源优化分配方法，更缺少对整个车联网系统的长期效率性能表现的考虑。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提供了一种基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配方法，解决如何确定最优车联网长期电力分配方案的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于5G通信的电动汽车车联网电力优化分配方法，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；