面向密集蜂窝车联网通信的低复杂度资源分配
信息论
2021-12-21 v1 math.IT
摘要
车载通信是缓解交通拥堵和提升道路安全（即蜂窝车联网（C-V2X）通信）的关键赋能技术。考虑到下一代蜂窝网络中大量的传输实体，现有多数资源分配算法不切实际或无效，无法保障可靠的C-V2X通信以实现安全的智能交通系统。我们研究一种集中式框架，以开发面向密集C-V2X通信的低复杂度、可扩展且实用的资源分配方案。在同时考虑蜂窝车载链路（CVLs）与非蜂窝车载链路（NCVLs）服务质量（QoS）约束下，将NP难的总和速率最大化资源分配问题建模为混合整数非线性非凸优化问题。通过假设多个NCVLs可同时复用单条蜂窝链路（CL），我们分四步提出两种低复杂度基于次优匹配的算法。前两步提供基于信道增益的CVL优先级与CL分配，随后是一种创新的基于可扩展极小-极大信道增益的CVL-NCVL匹配。我们提出一个经解析证明的闭式快速可行性检验定理作为第三步。目标函数被转化为凸差（DC）形式，并在最后一步使用极大极小化（MaMi）方法和内点法最优地求解功率分配问题。数值结果验证了我们的方案对密集C-V2X通信具有可扩展性与有效性。同时也展示了所提方案在密集蜂窝网络中的低复杂度与实用性。此外，结果表明所提方案在密集场景下整体总和速率方面优于其他方法至多6%，并具有近最优性能。
引用
@article{arxiv.2112.10499,
title = {Low-Complexity Resource Allocation for Dense Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X) Communications},
author = {Mohammad Hossein Bahonar and Mohammad Javad Omidi and Halim Yanikomeroglu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10499},
year = {2021}
}
备注
Accepted and to be published in IEEE Open Journal of the Communications Society 2021, 18 Double Column Pages