【摘 要】
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为了实现车辆对一切(Vehicle-to-Everything,V2X)服务的低延迟和高可靠性(Low-Latency and High-Reliability,LLHR),基于长期演进(Long Term Evolution,LTE)的解决方案被认为是一种有前途的技术。由于现有的LTE网络是基于正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)的,因此有限的频谱资源尚未
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为了实现车辆对一切(Vehicle-to-Everything,V2X)服务的低延迟和高可靠性(Low-Latency and High-Reliability,LLHR),基于长期演进(Long Term Evolution,LTE)的解决方案被认为是一种有前途的技术。由于现有的LTE网络是基于正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)的,因此有限的频谱资源尚未得到充分有效的利用,从而在密集网络中无法避免严重的数据拥塞和低接入效率。非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)为5G V2X服务提供了一种新的解决方案,以减轻流量拥塞并减少延迟。与现有工作不同,首先我们提出了两种用于5G V2X通信的中继辅助NOMA传输方案,即半双工中继辅助NOMA(HDR-NOMA)广播/多播和全双工中继辅助NOMA(FDR-NOMA)广播/多播,并对功率分配问题进行了建模。为了提高信道条件较差的用户的服务质量(Quality of Service,Qo S)并确保公平性,对功率分配问题进行了建模,以使所有用户的最小可实现速率最大化。即使这两个问题既非凹也非凸,但表明所考虑的问题是拟凹的。因此,提出了一种基于二分法的功率分配算法以获得最优的解决方案。数值结果表明,所提出的方案明显优于固定功率分配方案,相对于分式传输功率分配(Fractional Transmit Power Allocation,FTPA)方法和优化的时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)方案,其性能有了显着提高。另外,与HDR-NOMA相比,当充分抑制自干扰时,通过FDR-NOMA方案可以实现更好的性能。其次提出了两种分布式功率分配方案,即半/全双工中继辅助上行NOMA分布式功率分配方案,并且将分布式与集中式方案和TDMA方案进行对比,分别针对半双工和全双工的情况,对比三种方案使用的功率情况、信令开销情况、车辆可达速率等。通过仿真发现,在迭代次数达到某一数值的时候,其优化后的功率可以达到集中式方案的水平。迭代次数越少,信令开销越小,是用功率开销换取较少的信令开销,并且车辆数越多效果越明显。为了减轻基站(Base Station,BS)的负担,也可以适当增加迭代次数,虽然信令开销变大了,但是功率开销也会适当减少。
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