基于5G-V2X的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统

基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统
技术领域
1.本发明属于车辆自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统。


背景技术：

2.车辆编队是指由一组具有相同行驶方向的智能车辆组成的协同行驶系统。编队内的车辆通过5g-v2x(5g cellularvehicle-to-everything，5g蜂窝车联网)等通信技术进行实时的信息交换，以保持行驶速度、车辆间距、行驶路线等车辆行为的一致性，从而维持比传统车辆间更为紧密的安全距离。车辆编队具有提升交通容量、降低燃料消耗、增强车辆间的通信性能等优势，是未来智能交通系统中的重要场景之一。
3.编队内车辆分为编队管理者和编队成员两类。编队管理者是编队的数据中心和控制中心，对内负责编队事务的管理，对外代表编队与rsu(roadside unit，路侧单元)、其他编队以及自由车辆等进行编队相关事务的沟通。编队管理者由某一规则从编队成员中选出。编队成员是指编队内除管理者外的其他车辆。队头车辆是指编队内的第一辆车。
4.rsu是5g-v2x体系的路侧控制中心，车辆编队与rsu间的通信对于编队的正常行驶是至关重要的。5g-v2x体系中的rsu服务范围仅有几百米，而车辆的行驶速度通常为几十米每秒，这意味着车辆编队会面临着非常频繁的rsu切换。如果无法保证rsu切换期间rsu-编队链路的通信质量(由于编队管理者负责代表编队与外界沟通，因此rsu-编队链路具体指rsu-编队管理者链路)，车辆编队的整体性能将会受到非常严重的影响。此外，车辆编队将车辆行驶图样从单车形式变为队列形式，引入了大量编队内车辆间的无线通信链路，这使得车辆编队在rsu切换过程中需要面临编队内干扰和小区间干扰的问题。
5.目前关于单车切换的研究已经较为完善，但由于车辆编队内车辆数目较多，通信类型较为复杂，现有的单车切换方案无法直接用于车辆编队的rsu切换。若编队内车辆各自采用单车切换方案进行rsu切换，则可能会出现编队内的干扰现象。
6.目前有研究针对车辆编队的rsu切换问题提出了小组切换方案。在小组切换方案中，rsu-编队链路以及编队内车辆间通信的频谱资源按照某种规则整体从源rsu切换至目标rsu。例如依据队头车辆所在的位置进行切换，即队头车辆在哪个rsu的服务范围内，就由哪个rsu为车辆编队提供服务。由于rsu切换过程中会出现编队内车辆同时位于两个rsu范围内的阶段，因此小组切换方案会导致小区rsu间干扰的问题。


技术实现要素：

7.本发明针对上述问题，提供了一种基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统，用于于解决车辆编队在rsu切换过程中面临的通信问题。
8.本发明的技术方案如下：
9.一种基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配方法，包括以下步骤:
10.设置时隙间隔δt、comp模式和切换决策的功率迟滞门限p
c,thr
和p
h,thr
、comp模式
决策和切换决策的触发时间门限t
c,thr
和t
h,thr
、，其中comp模式为源rsu和目标rsu同时为车辆编队提供服务的情况，非comp模式为源rsu和目标rsu中的一个为车辆编队提供服务的情况，切换决策为rsu-编队链路由源rsu切换至目标rsu的决策；
11.在每个时隙间隔δt内，获取车辆编队管理者来自源rsu和目标rsu的参考信号强度p
r,s
和p
r,t
、车辆编队分别位于源rsu和目标rsu范围内的车辆数目ks和k
t
；
12.记录rsu-编队链路进入comp模式前的等待时间c
timer
、rsu-编队链路进行由源rsu切换至目标rsu前的等待时间h
timer
；
13.根据参考信号强度p
r,s
、p
r,t
与功率迟滞门限p
c,thr
、p
h,thr
的动态关系、以及等待时间c
timer
、h
timer
与触发时间门限t
c,thr
、t
h,thr
的动态关系，确定rsu-编队链路为comp模式或非comp模式；
14.根据车辆数目ks、k
t
确定频谱资源的分配方式为协同分配模式或非协同分配模式，其中协同分配模式由源rsu和目标rsu共同为编队内车辆进行频谱分配，非协同分配模式由源rsu和目标rsu中的一个为编队内车辆进行频谱分配。
15.进一步地，根据参考信号强度p
r,s
、p
r,t
与功率迟滞门限p
c,thr
、p
h,thr
的动态关系、以及等待时间c
timer
、h
timer
与触发时间门限t
c,thr
、t
h,thr
的动态关系，确定rsu-编队链路为comp模式或非comp模式，具体为：
16.当满足p
r,t
≥p
r,s
p
h,thr
且h
timer
≥t
h,thr
，rsu-编队链路进入非comp模式，将c
timer
、h
timer
均置零；
17.当满足p
r,t
≥p
r,s
p
h,thr
、h
timer
《t
h,thr
且c
timer
≥t
c,thr
，rsu-编队链路进入comp模式；
18.当满足p
r,t
p
c,thr
≥p
r,s
且c
timer
≥t
c,thr
，rsu-编队链路进入comp模式。
19.进一步地，根据车辆数目ks、k
t
确定频谱资源的分配方式为协同分配模式或非协同分配模式，具体为：
20.当ks≠0且k
t
＝0，频谱资源的分配处于非协同分配模式，源rsu单独为编队内车辆进行频谱分配；
21.当ks≠0且k
t
≠0，频谱资源的分配进入协同分配模式；
22.当ks＝0且k
t
≠0，频谱资源的分配切换为非协同分配模式，目标rsu单独为编队内车辆进行频谱分配。
23.进一步地，车辆编队无缝切换和资源分配方法还包括对资源分配的联合优化算法，具体步骤为：
24.以包长和rsu传输功率为优化变量，限定包括有限包长域解码错误概率最大阈值、信息传输时延最大阈值、有限包长域中的最大可达码率、rsu传输功率最大阈值的约束条件，得到以有效吞吐量为优化目标的优化问题p1；
25.给定rsu传输功率，以包长为优化变量得到优化问题p1的简化问题p2，根据简化问题p2推导得出包长的可行域，根据包长的可行域利用三分搜索算法获取最优包长；
26.给定包长，以rsu传输功率为优化变量得到优化问题p1的简化问题p3，根据简化问题p3推导出源rsu和目标rsu的最优传输功率闭式解，根据源rsu和目标rsu的最优传输功率闭式解以常数时间复杂度获取源rsu和目标rsu的最优传输功率。
27.进一步地，优化问题p1的具体表达式为：
28.29.s.t.(c1)ε≤ε
thr
30.(c2)l/(br)≤t
thr
31.(c3)r≤log2m
32.(c4)
33.(c5)ps,p
t
≤p
max
34.(c6)ps p
t
≤p
total
35.其中，n表示有限包长通信的包长，表示rsu传输功率集合，ps表示源rsu与编队管理者通信的发送功率，p
t
表示目标rsu与编队管理者通信的发送功率，r表示有限包长域中的最大可达码率，ε表示解码误包率，ε
thr
表示解码错误概率上限，l表示信息比特长度，b表示rsu与车辆编队间无线信道带宽，t
thr
表示数据包传输时延上限，m表示调制阶数，表示正整数集，p
max
表示单个rsu提供给单个车辆编队的传输功率最大值，p
total
表示多个rsu提供给单个车辆编队的传输功率总和的最大值。
36.8、进一步地，对资源分配的联合优化算法的具体实现步骤为：
37.步骤1、设置初始包长n0，迭代系数j＝1，最大迭代次数j
max
，有效吞吐量误差容忍度ξ；
38.步骤2、对于给定包长n
j-1
，根据简化问题p3获得源rsu和目标rsu的最优传输功率和
39.步骤3、对于给定传输功率和根据简化问题p2获得最优包长nj；
40.步骤4、更新迭代系数j＝j 1；
41.步骤5、若j＞j
max
或前后两次迭代中有效吞吐量的差值满足误差容忍度ξ，结束循环，否则，返回步骤2。
42.本发明的另一目的在于提供一种基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配系统，系统用于执行上述基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配方法。
43.本发明提供的一种基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配方法和系统，主要涉及两类通信链路：车辆编队与rsu间的通信，即rsu-编队链路；编队内车辆间的通信，即v2v链路。
44.(1)rsu与车辆编队间的通信链路。编队管理者通过该链路获取rsu为车辆编队提供的服务，因此该通信链路需要从源rsu切换至目标rsu。此类通信链路在切换过程中面临的是小区边缘用户问题和乒乓效应，因此本发明在切换算法设计中以减少乒乓效应和增加该链路的有效吞吐量为目标，提出基于comp的无缝切换方案以解决可能出现的乒乓切换问题，且对comp模式和切换决策的控制参数进行解耦和处理，便于comp模式和切换决策的灵活控制。以最大化有效吞吐量为目标，对上述rsu-编队链路的comp模式的通信资源进行联合优化，提出了一种联合包长和传输功率优化算法。
45.(2)编队内相邻成员间的通信链路。此类通信链路属于设备直连通信，通信数据不需要通过rsu传输，但其使用的频谱资源需要由rsu授权，故此类链路也需要随着rsu的更换而切换至新的授权频谱。在rsu切换过程中，此类通信链路容易出现编队内干扰和rsu间干扰，因此本发明在切换算法的设计过程中以降低此类通信链路间的干扰为目标。将车辆编队在各rsu范围内的车辆数目作为频谱资源协同分配的关键控制参数，有效避免了rsu切换
过程中可能出现的编队内干扰和rsu间干扰，
46.仿真结果显示，本发明最终达到的有益效果是：针对5g-v2x场景中车辆编队的rsu切换问题，提出了一种基于comp技术的rsu切换和频谱协同分配方法。针对编队成员间的通信链路，提出的切换方案可以有效提升车辆编队在rsu切换期间的接收snr。同时，相比于未经优化的comp传输方案，本发明针对comp模式提出的优化算法可以显著提升rsu-编队通信链路的有效吞吐量。
附图说明
47.图1是本发明实施例中5g-v2x智能交通系统结构示意图；
48.图2是本发明实施例中不同切换方案下的rsu-编队链路性能对比图；
49.图3是本发明实施例中不同comp方案下的rsu-编队链路性能对比图。
具体实施方式
50.为进一步对本发明的技术方案作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的步骤。
51.实施例1
52.(1)5g-v2x智能交通系统
53.实施例中的智能交通场景如图1所示，该智能交通场景中包含两个rsu、一个车辆编队和若干辆不属于任何编队的自由车辆。场景中的两个rsu分别标为源rsu和目标rsu，所有车辆均从源rsu方向驶向目标rsu方向。蜂窝基站与rsu之间通过光纤回程链路进行连接，可以进行高速率大容量的可靠数据交换，因此蜂窝基站可以担任comp(cooperative multipointtransmission，协同多点传输)架构的中央控制单元来控制多个rsu间的协同。
54.编队内的车辆数目表示为k，编队内的第k辆车表示为vk(k＝1,...,k)，编队管理者表示为vm，该场景中的第f辆自由车辆使用vf(f＝1,...,f)表示。假设自由车辆数目f大于编队内的车辆数目k。所有车辆均处于辅助驾驶或自动驾驶状态，具备一定的智能感知、数据处理和分析能力，可以通过无线通信与其他车辆和rsu进行信息交换。
55.采用自由空间路径损耗模型及瑞利衰落模型来描述车辆间、车辆与rsu间的无线信道。编队管理者与源rsu间的信道增益可以表示为：
56.g
m,s
＝β0(d
m,s
)-α
|h
m,s
|257.其中，β0表示信道增益常量，d
m,s
表示编队管理者vm与源rsu间的距离(m)，α表示路径损耗因子，h
m,s
表征瑞利衰落的复高斯随机变量，同理，可以将编队管理者与目标rsu间的信道增益表示为g
m,t
。
58.在源rsu和目标rsu同时为车辆编队提供服务的comp模式阶段，编队管理者处来自两个rsu的接收snr可以表示为：
[0059][0060]
其中，ps表示源rsu与编队管理者通信的发送功率(w)，p
t
表示目标rsu与编队管理者通信的发送功率(w)，σ2表示加性高斯白噪声功率(w)。同理，可以得到单个rsu为编队提供服务时编队管理者处的接收信噪比snrγm。
[0061]
(2)基于comp的无缝切换和资源分配算法
[0062]
针对车辆编队在rsu切换过程中面临的问题，本发明提出了一种基于comp的无缝切换和资源分配算法，具体为：
[0063]
设置时隙间隔δt、comp模式和切换决策的功率迟滞门限p
c,thr
和p
h,thr
、comp模式决策和切换决策的触发时间门限t
c,thr
和t
h,thr
、，其中comp模式为源rsu和目标rsu同时为车辆编队提供服务的情况，非comp模式为源rsu和目标rsu中的一个为车辆编队提供服务的情况，切换决策为rsu-编队链路由源rsu切换至目标rsu的决策；
[0064]
在每个时隙间隔δt内，获取车辆编队管理者来自源rsu和目标rsu的参考信号强度p
r,s
和p
r,t
、车辆编队分别位于源rsu和目标rsu范围内的车辆数目ks和k
t
，其中p
r,s
和p
r,t
可用于表征编队管理者与源rsu和目标rsu间的信道质量，用于rsu-编队链路的模式调整和切换决策；
[0065]
记录rsu-编队链路进入comp模式前的等待时间c
timer
、rsu-编队链路进行由源rsu切换至目标rsu前的等待时间h
timer
；
[0066]
根据参考信号强度p
r,s
、p
r,t
与功率迟滞门限p
c,thr
、p
h,thr
的动态关系、以及等待时间c
timer
、h
timer
与触发时间门限t
c,thr
、t
h,thr
的动态关系，确定rsu-编队链路为comp模式或非comp模式，具体为：
[0067]
当满足p
r,t
≥p
r,s
p
h,thr
且h
timer
≥t
h,thr
，“rsu-编队”链路进入非comp模式，将c
timer
、h
timer
均置零；
[0068]
当满足p
r,t
≥p
r,s
p
h,thr
、h
timer
《t
h,thr
且c
timer
≥t
c,thr
，“rsu-编队”链路进入comp模式；
[0069]
当满足p
r,t
p
c,thr
≥p
r,s
且c
timer
≥t
c,thr
，“rsu-编队”链路进入comp模式。
[0070]
根据车辆数目ks、k
t
确定频谱资源的分配方式为协同分配模式或非协同分配模式，其中协同分配模式由源rsu和目标rsu共同为编队内车辆进行频谱分配，非协同分配模式由源rsu和目标rsu中的一个为编队内车辆进行频谱分配，具体为：
[0071]
当ks≠0且k
t
＝0，频谱资源的分配处于非协同分配模式，源rsu单独为编队内车辆进行频谱分配；
[0072]
当ks≠0且k
t
≠0，频谱资源的分配进入协同分配模式；
[0073]
当ks＝0且k
t
≠0，频谱资源的分配切换为非协同分配模式，目标rsu单独为编队内车辆进行频谱分配。此时，编队内所有车辆均已驶入目标rsu服务范围内，目标rsu变为新的源rsu，并开始等待下一个rsu切换过程的开始。
[0074]
实施例1给出了一个具体算法流程表如下所示：
[0075]
表1基于comp的无缝切换和资源分配算法表
[0076]
[0077][0078]
实施例2
[0079]
本实施例用于在实施例1的基础上提供了一种r2p链路comp模式的通信资源联合优化方法：
[0080]
(1)r2p链路comp模式的通信资源联合优化
[0081]
车辆编队无缝切换和资源分配方法还包括对资源分配的联合优化算法，在rsu-编队链路进入comp模式后，源rsu与目标rsu同时为编队管理者提供通信服务，两个rsu向编队管理者传输相同的信息，接收信号在编队管理者处被合并处理。
[0082]
考虑rsu与车辆编队进行的安全相关类信息传输，此类信息具有超可靠低时延的通信需求和数据量较小的特点，因此该通信链路采用有限包长结构。在完美信道状态信息条件下，对于给定的信息比特长度l和瞬时snrγm，有限包长域中的最大可达码率可以表示为：
[0083][0084]
其中，n表示有限包长通信的包长，c(γm)表示香农信道容量，c(γm)＝log2(1 γm)，v(γm)表示信道色散，ε表示解码误包率，q-1
(
·
)表示q(x)的反函数，
[0085]
依据上述公式，有限包长域解码错误概率可以表示为：
[0086][0087]
有效吞吐量是指每次信道使用能够正确传输的信息比特数量，能够同时兼顾时延和可靠性两个通信性能指标。有效吞吐量可以定义为：
[0088][0089]
本发明以有效吞吐量为优化目标，以包长和传输功率为优化变量，将可靠性、时延和功率等指标作为限制条件，建立优化问题，具体步骤为：
[0090]
以包长和rsu传输功率为优化变量，限定包括有限包长域解码错误概率最大阈值、信息传输时延最大阈值、有限包长域中的最大可达码率、rsu传输功率最大阈值的约束条件，得到以有效吞吐量为优化目标的优化问题p1：
[0091][0092]
s.t.(c1)ε≤ε
thr
[0093]
(c2)l/(br)≤t
thr
[0094]
(c3)r≤log2m
[0095]
(c4)
[0096]
(c5)ps,p
t
≤p
max
[0097]
(c6)ps p
t
≤p
total
[0098]
其中，n表示有限包长通信的包长，表示rsu传输功率集合，ps表示源rsu与编队管理者通信的发送功率，p
t
表示目标rsu与编队管理者通信的发送功率，r表示有限包长域中的最大可达码率，ε表示解码误包率，ε
thr
表示解码错误概率上限，l表示信息比特长度，b表示rsu与车辆编队间无线信道带宽，t
thr
表示数据包传输时延上限，m表示调制阶数，表示正整数集，p
max
表示单个rsu提供给单个车辆编队的传输功率最大值，p
total
表示多个rsu提供给单个车辆编队的传输功率总和的最大值。优化问题p1中，条件(c1)对错误概率进行限制，条件(c2)对信息传输时延进行限制，条件(c3)限制码率低于log2m，条件(c4)限制包长n为正整数，条件(c5)和条件(c6)是对rsu传输功率的限制。
[0099]
优化问题p1为非凸优化问题，无法使用传统的凸优化方法求解。因此将原优化问题分为包长优化和传输功率优化两个子问题分别求解，并基于子问题的求解成果提出了相应的迭代优化算法来解决原问题。
[0100]
(1.1)给定功率时的包长优化
[0101]
给定rsu传输功率，以包长为优化变量得到优化问题p1的简化问题p2，根据简化问题p2推导得出包长的可行域，根据包长的可行域利用三分搜索算法获取最优包长，具体为：
[0102]
在给定源rsu和目标rsu的传输功率时，优化问题p1可以简化为如下所示的优化问题p2：
[0103][0104]
s.t.(c1)～(c4)
[0105]
条件(c1)～(c4)可以转化为对包长的限制，并据此推导出包长的可行域[n
min
,n
max
]，其中n
min
和n
max
分别为：
[0106][0107][0108]
综上所述，本发明提出以下结论：在给定传输功率集和任一满足ε＜0.5的错误概率时，在包长可行域[n
min
,n
max
]中存在唯一的最优包长n
*
使得上述优化问题中的有效吞吐量达到最大值。因此，可以通过在包长可行域[n
min
,n
max
]中使用三分搜索获取最优包长n
*
。
[0109]
(1.2)给定包长时的功率优化
[0110]
给定包长，以rsu传输功率为优化变量得到优化问题p1的简化问题p3，根据简化问题p3推导出源rsu和目标rsu的最优传输功率闭式解，根据源rsu和目标rsu的最优传输功率闭式解以常数时间复杂度获取源rsu和目标rsu的最优传输功率，具体为：
[0111]
在给定有限包长后，优化问题p1可以简化为如下所示的优化问题p3：
[0112][0113]
s.t.(c1),(c5),(c6)
[0114]
通过推导，可以得到在给定包长n的条件下源rsu和目标rsu的最优传输功率闭式解为：
[0115][0116][0117]
根据上式，可获得源rsu和目标rsu的最优传输功率。
[0118]
实施例2中对资源分配的联合包长和传输功率优化(jbtpo)算法的具体实现步骤为：
[0119]
步骤1、设置初始包长n0，迭代系数j＝1，最大迭代次数j
max
，有效吞吐量误差容忍度ξ；
[0120]
步骤2、对于给定包长n
j-1
，根据简化问题p3获得源rsu和目标rsu的最优传输功率和
[0121]
步骤3、对于给定传输功率和根据简化问题p2获得最优包长nj；
[0122]
步骤4、更新迭代系数j＝j 1；
[0123]
步骤5、若j＞j
max
或前后两次迭代中有效吞吐量的差值满足误差容忍度ξ，结束循环，否则，返回步骤2。
[0124]
实施例3
[0125]
本发明实施例3提供一种基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配系统的具体实施，该系统具体实施执行了上述实施例1和实施例2的基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配方法。
[0126]
为了更好地体现本发明的效果，实施例通过仿真分析了本发明提出的基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配方法及系统的性能，仿真实验采用双车道场景，单个车辆编队和若干辆自由车辆在该段道路内沿着相同方向行驶。每个车道的长度和宽度分别是400米和3.5米，且假设所有车辆均行驶在车道中间。该场景包含两个rsu，分别位于该段道路的100米和300米处，且rsu距离车道边缘100米。车辆和rsu的天线高度分别是1.6米和5米。其他主要仿真参数设置如表3所示。
[0127]
表3仿真实验主要参数设置
[0128][0129]
首先将本发明提出的切换方案(c-shra方案)与其他车辆编队小区间切换方案的性能进行对比，以下三种方案作为对比方案：(1)基于固定功率comp的切换方案(comp-fp)，该方案中两个rsu在comp阶段的传输功率相等且总和固定为p
total
；(2)最优链路方案(bc)，该方案中车辆编队在comp阶段总是与能够提供最优信道条件的rsu进行通信；(3)硬切换，该方案中车辆编队总是与其所处小区内的rsu进行通信。对于本发明提出的切换方案，功率迟滞门限p
h,thr
和p
c,thr
分别被设置为3db和4db，触发时间门限t
h,thr
和t
c,thr
被设置为0.4s。comp-fp方案和bc方案并没有为comp阶段的触发设置专门的功率迟滞门限p
c,thr
和触发时间门限t
c,thr
。因此，在上述两种对比方案的仿真中将功率迟滞门限和触发时间门限分别统一为p
h,thr
＝3db和t
h,thr
＝0.4s。
[0130]
图2展示了不同切换方案下编队管理者接收snr随编队所处位置的变化曲线。两个rsu分别位于100米处和300米处，因此图2中的sinr曲线在100米和300米处分别出现峰值，并且在两rsu交界点(200米)处出现低谷。可以观察到，本发明提出的切换方案(c-shra方案)的sinr性能在整个切换过程中均优于所有对比方案。相比于comp-fp方案、bc方案和硬切换方案，本发明提出的c-shra方案在200米处可以分别取得0.5db、0.7db和2.3db左右的sinr增益，这充分证明了c-shra方案的有效性。
[0131]
rsu-车辆编队通信链路在不同comp方案下的有效吞吐量性能对比如图3所示。选取以下三种方案作为对比方案：(1)穷举搜索方案，该方案的性能可以作为最优性能指标；(2)固定传输功率优化包长，该方案将两个rsu在comp阶段的传输功率固定为p
total
/2，该方案与jbtpo算法的比较可以体现传输功率优化所带来的优势；(3)固定包长优化传输功率，该方案将包长固定为(n
min
n
max
)/4，该方案与jbtpo算法的比较可以体现包长优化所带来的优势。可以观察到，本发明提出的jbtpo算法在有效吞吐量性能上与穷举搜索算法保持一致，同时明显优于仅优化传输功率或仅优化包长的方案，这证明了jbtpo算法的正确性以及对于有效吞吐量提升的有效性。仅优化传输功率的方案与其他方案相比存在明显的劣势，这说明了包长优化对吞吐量性能的影响更大。
[0132]
通过实施例1-3、以及仿真实验可以看出，本发明提供的一种基于5g-v2x的车辆编队无缝切换和资源分配方法和系统达到的有益效果是：
[0133]
(1)rsu与车辆编队间的通信链路。编队管理者通过该链路获取rsu为车辆编队提供的服务，因此该通信链路需要从源rsu切换至目标rsu。此类通信链路在切换过程中面临的是小区边缘用户问题和乒乓效应，因此本发明在切换算法设计中以减少乒乓效应和增加该链路的有效吞吐量为目标，提出基于comp的无缝切换方案以解决可能出现的乒乓切换问题，且对comp过程和切换决策的控制参数进行解耦和处理，便于comp过程和切换决策的灵活控制。以最大化有效吞吐量为目标，对上述rsu-编队链路的comp阶段的通信资源进行联合优化，提出了一种联合包长和传输功率优化算法。
[0134]
(2)编队内相邻成员间的通信链路。此类通信链路属于设备直连通信，通信数据不需要通过rsu传输，但其使用的频谱资源需要由rsu授权，故此类链路也需要随着rsu的更换而切换至新的授权频谱。在rsu切换过程中，此类通信链路容易出现编队内干扰和rsu间干扰，因此本发明在切换算法的设计过程中以降低此类通信链路间的干扰为目标。将车辆编队在各rsu范围内的车辆数目作为频谱资源协同分配的关键控制参数，有效避免了rsu切换过程中可能出现的编队内干扰和rsu间干扰，
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仿真结果显示，本发明最终达到的有益效果是：针对5g-v2x场景中车辆编队的rsu切换问题，提出了一种基于comp技术的rsu切换和频谱协同分配方法。针对编队成员间的通信链路，提出的切换方案可以有效提升车辆编队在rsu切换期间的接收snr。同时，相比于未经优化的comp传输方案，本发明针对comp阶段提出的优化算法可以显著提升rsu-编队通信链路的有效吞吐量。
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在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的步骤、方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种步骤、方法所固有的要素。
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以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。