Optimal resource allocation for 6G V2X communication systems

• Autorzy: Marzuk, Faysal , Vejar, Andres , Chołda, Piotr

Warianty tytułu

PL

Optymalna alokacja zasobów dla systemów łączności V2X w sieciach 6G

• Konferencja: Konferencja Radiokomunikacji i Teleinformatyki (11-13.09.2024 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, we consider the resource management problem in 6G vehicle-to-everything (V2X) Open-Radio access networks (O-RANs), where roadside units (RSUs) are deployed near end users to process the vehicles offloaded tasks. We formulate the resource allocation problem as an optimization problem to minimize energy consumption while satisfying uplink data rates and delay constraints. We use the CPLEX solver to find the optimal solutions by jointly minimizing the number of active RSUs and finding optimal associations between vehicles and RSUs. To examine the performance of our model, we analyze 6G V2X O-RANs for several scenarios with various densities of vehicles and RSUs.

PL

Artykuł dotyczy problematyki zarządzania zasobami w łączności V2X (vehicle-to-everything), która korzysta z otwartych sieci dostępu radiowego Open-RAN w systemach 6G. Skupiono się na przetwarzaniu zadań obliczeniowych przekazywanych przez pojazdy do infrastruktury (j. ang. offloading tasks), która jest połączona z jednostkami RSU zlokalizowanymi w ciągach komunikacyjnych użytkowników końcowych (pojazdów). Sformułowano problem alokacji zasobów jako zadanie optymalizacji skupione na minimalizowaniu zużycia energii przy jednoczesnym spełnieniu ograniczeń dotyczących szybkości przesyłania danych w górę oraz opóźnień. W celu uzyskania rozwiązania optymalnego posłużono się profesjonalnym solwerem CPLEX, dzięki czemu zminimalizowano liczbę aktywnych RSU oraz ustalono optymalne powiązania między pojazdami a infrastrukturą. Wydajność modelu została przebadana dla kilku scenariuszy z różną gęstością pojazdów i RSU.

Słowa kluczowe

PL

6G; alokacja zasobów; inteligentny system transportu; ITS; optymalizacja

EN

6G; intelligent transportation system; ITS; optimization; resource allocation

• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 4
• Strony: 350--353
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marzuk, Faysal

• AGH University of Krakow, Institute of Telecommunications, Krakow,

autor

Vejar, Andres

• AGH University of Krakow, Institute of Telecommunications, Krakow,

autor

Chołda, Piotr

• AGH University of Krakow, Institute of Telecommunications, Krakow,

Bibliografia

• [1] Van-Linh Nguyen, Ren-Hung Hwang, Po-Ching Lin, Abhishek Vyas, and Van-Tao Nguyen. Toward the age of intelligent vehicular networks for connected and autonomous vehicles in 6G. IEEE Network, 37(3):44–51, 2023.
• [2] Md. Noor-A-Rahim, Zilong Liu, Haeyoung Lee, Mohammad Omar Khyam, Jianhua He, Dirk Pesch, Klaus Moessner, Walid Saad, and H. Vincent Poor. 6G for vehicle-to-everything (V2X) communications: Enabling technologies, challenges, and opportunities. Proceedings of the IEEE, 110(6):712–734, 2022.
• [3] Hamza Ouamna, Zhour Madini, and Younes Zouine. 6G and V2X communications: Applications, features, and challenges. In 2022 8th International Conference on Optimization and Applications (ICOA), pages 1–6, 2022.
• [4] Atif Shakeel, Adeel Iqbal, Ali Nauman, Riaz Hussain, Xingwang Li, and Khaled Rabie. 6G driven vehicular tracking in smart cities using intelligent reflecting surfaces. In 2023 IEEE 97th Vehicular Technology Conference (VTC2023-Spring), pages 1–7, 2023.
• [5] Michele Polese, Leonardo Bonati, Salvatore D’Oro, Stefano Basagni, and Tommaso Melodia. Understanding O-RAN: Architecture, interfaces, algorithms, security, and research challenges. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 25(2):1376–1411, 2023.
• [6] Mohammadreza Kouchaki and Vuk Marojevic. Actor-critic network for O-RAN resource allocation: xapp design, deployment, and analysis. In 2022 IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps), pages 968–973, 2022.
• [7] Azadeh Arnaz, Justin Lipman, Mehran Abolhasan, and Matti Hiltunen. Toward integrating intelligence and programmability in open radio access networks: A comprehensive survey. IEEE Access, 10:67747–67770, 2022.
• [8] Anselme Ndikumana, Kim Khoa Nguyen, and Mohamed Cheriet. Age of processing-based data offloading for autonomous vehicles in MultiRATs Open RAN. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 23(11):21450–21464, 2022.
• [9] Xianhao Shen, Li Wang, Panfeng Zhang, Xiaolan Xie, Yi Chen, and Shaofang Lu. Computing resource allocation strategy based on cloud-edge cluster collaboration in internet of vehicles. IEEE Access, 12:10790–10803, 2024.
• [10] Thien Hieu Hoang, Chuyen T. Nguyen, Tri Nhu Do, and Georges Kaddoum. Joint task offloading and radio resource management in stochastic mec systems. IEEE Transactions on Communications, 72(5):2670–2686, 2024.
• [11] Maria Diamanti, Christos Pelekis, Eirini Eleni Tsiropoulou, and Symeon Papavassiliou. Delay minimization for rate-splitting multiple access-based multi-server mec offloading. IEEE/ACM Transactions on Networking, 32(2):1035– 1047, 2024.
• [12] Lingjie Li, Qijie Qiu, Zhijiao Xiao, Qiuzhen Lin, Jiongjiong Gu, and Zhong Ming. A two-stage hybrid multiobjective optimization evolutionary algorithm for compu ing offloading in sustainable edge computing. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 70(1):735–746, 2024.
• [13] Ali. M. A. Ibrahim, Zhigang Chen, Yijie Wang, Hala A. Eljailany, and Aridegbe A. Ipaye. Optimizing v2x communication: Spectrum resource allocation and power control strategies for next-generation wireless technologies. Applied Sciences, 14(2), 2024.
• [14] Jianhua He, Zuoyin Tang, Hsiao-Hwa Chen, and Wenqing Cheng. Statistical model of OFDMA cellular networks up-link interference using lognormal distribution. IEEE Wireless Communications Letters, 2(5):575–578, 2013.
• [15] Ren-Hung Hwang, Faysal Marzuk, Marek Sikora, Piotr Chołda, and Ying-Dar Lin. Resource management in ladns supporting 5G V2X communications. In 2020 IEEE 92nd Vehicular Technology Conference (VTC2020-Fall), pages 1–6, 2020.
• [16] 3GPP Technical Specification Group Radio Access Network. Evolved universal terrestrial radio access (E- UTRA)–physical layer procedures. 3GPP TS 36.213 V17.6.0(Release 17):1–551, 2024.
• [17] Anderson R. Ramos, Bruno C. Silva, Marisa S. Lourenço, Emanuel B. Teixeira, and Fernando J. Velez. Mapping between average sinr and supported throughput in 5G new radio small cell networks. In 2019 22nd International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC), pages 1–6, 2019.
• [18] Khabaz Sehla, Thi Mai Trang Nguyen, Guy Pujolle, and Pedro Braconnot Velloso. Resource allocation modes in c-v2x: From lte-v2x to 5g-v2x. IEEE Internet of Things Journal, 9(11):8291–8314, 2022.

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2024.4.78