一种基于车联网车辆社交性的RSU部署方法及系统技术方案

一种基于车联网车辆社交性的RSU部署方法及系统，根据真实车辆数据挖掘社区结构，包括基于车载单元OBU的通信范围提取出每辆车之间的通信频次，对车辆进行社区划分，得到通信频次图；得到通信频次图后，根据主要社区规模的大小为每个社区分配一个权值，并且社区内的车辆自动拥有该社区的权值；将需要部署RSU的部署区域Ω划分为多个候选区域，定义一个候选区域内所有经过的车的车辆社区值总和称为区域社区值，计算每个候选区域的区域社区值，最后利用贪婪算法选出合适的部署区域。本发明专利技术能够较好地模拟现实情形，并针对车辆之间的社交性，合理地给出了一个有效的解决方案，让RSU的部署更加合理化、高效化，不至于造成资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种基于车联网车辆社交性的RSU部署方法及系统
本专利技术涉及车联网资源部署领域，具体涉及一种基于车联网车辆社交性的RSU部署方法及系统。
技术介绍
车载自组网(VehicularAd-hocNetwork,VANET)中的路侧单元的部署问题是一个亟待解决的问题。这类问题有两个重要因素：1、路侧单元(RSU)。RSU的部署涉及到位置和成本两大问题。由于整个城市街道的繁忙程度不一样，所以在有限的RSU资源下，更倾向于部署到繁忙的街道。2、车辆。因为车辆移动的随机性，所以挖掘大量车辆移动的内在规律对于RSU的部署有着重要的影响。V-R-V(Vehicle-RSU-Vehicle)通信是指两辆不能直接通信的车在一定的时间窗口内借助RSU传递数据完成通信的过程。车辆网中这样的通信模式比较常见，所以考虑最大化V-R-V通信的部署方式一种贴合实际的策略。Makkawi等人提出一种RSU部署策略，利用一个区域及其周围区域的权值之和作为累计权重来选择部署区域，优先部署高权值的区域。但是这个策略只考虑部署最少数量的RSU以及对街道的连续性，忽略了RSU的覆盖率。Yuan等人提出以一种出租车推荐系统，帮助出租车司机提供搭载乘客的热点位置以及为乘客打车地点提供建议，分析了大量城市出租车轨迹数据，挖掘了车辆移动的时空规律。但只从车辆轨迹分布的角度分析了车辆运动的规律，没有从社交网络层面分析车辆间的运动规律。Zhu等人提出一种在数据转发的策略，挖掘大量城市车辆的轨迹数据，从中发现社区结构，并且采用马尔科夫链对车辆未来的移动作出预测，提出一种基于贪婪策略的种子车辆选择方法，但是文章仅仅从社交层面考虑节点(车辆)的接触情况，而忽略了时间、空间上节点之间的接触规律。因此，本领域亟待更优的技术方案出现。参考文献：[1]Makkawi,R.Daher,andR.Rizk,“Rsusplacementusingcumulativeweightbasedmethodforurbanandruralroads,”inReliableNetworksDesignandModeling(RNDM),20157thInternationalWorkshopon.IEEE,2015,pp.307–313.[2]J.Yuan,Y.Zheng,X.Xie,andG.Sun,“T-Drive:Enhancingdrivingdirectionswithtaxidrivers’intelligence,”IEEETransactionsonKnowledgeandDataEngineering,vol.25,no.1,pp.220-232,2013.[3]H.Zhu,M.Dong,S.Chang,Y.Zhu,M.Li,andX.S.Shen,“Zoom:Scalingthemobilityforfastopportunisticforwardinginvehicularnetworks,”inINFOCOM,2013ProceedingsIEEE.IEEE,2013,pp.2832–2840
技术实现思路
根据上述的一些研究，本专利技术提供一种基于车联网车辆社交性的RSU部署技术方案。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案提供的一种基于车联网车辆社交性的RSU部署方法，包括以下步骤，Step1，根据真实车辆数据挖掘社区结构，包括基于车载单元OBU的通信范围提取出每辆车之间的通信频次，对车辆进行社区划分，得到通信频次图，转到Step2；提取出每辆车之间的通信频次的策略为，比较两辆车的GPS报告点的时间差，若处在一个预设的时间窗口内并且车距在车载单元OBU的通信范围内，认为这两辆车能够完成一次通信；Step2，得到通信频次图后，根据主要社区规模的大小为每个社区分配一个权值，并且社区内的车辆自动拥有该社区的权值，称之为车辆社区值；将需要部署RSU的部署区域Ω划分为多个候选区域，定义一个候选区域内所有经过的车的车辆社区值总和称为区域社区值，计算每个候选区域的区域社区值，转到Step3；Step3，初始化，包括部署集合G置空，总部署花费置0，转至Step4；Step4，判断是否部署总花费C小于等于预算B并且部署区域Ω非空，如果是，转入Step5，如果否，转入Step9；Step5，从部署区域Ω中选择值最大的候选区域，转到Step6；其中，ci分别是指候选区域的区域社交值和区域部署花费；Step6，比较当前选择区域部署花费与当前总花费之和是否超过预算B，如果否，转入Step7，如果是，转入Step8；Step7，将候选区域并入部署集合G中，然后重新计算当前总花费C，转至Step8；Step8，从部署区域Ω中去掉候选区域转到Step4；Step9，返回部署集合G的结果，结束。而且，Step2中，设有P个主要社区，将权值1-P根据社区规模大小分配给P个主要社区。而且，候选区域的划分根据RSU的通信范围决定，一块候选区域的对角线长度是RSU通信半径的2倍。本专利技术还提出一种基于车联网车辆社交性的RSU部署系统，包括以下单元，第一单元，用于根据真实车辆数据挖掘社区结构，包括基于车载单元OBU的通信范围提取出每辆车之间的通信频次，对车辆进行社区划分，得到通信频次图；其中，提取出每辆车之间的通信频次的策略为，比较两辆车的GPS报告点的时间差，若处在一个预设的时间窗口内并且车距在车载单元OBU的通信范围内，认为这两辆车能够完成一次通信；第二单元，用于得到通信频次图后，根据主要社区规模的大小为每个社区分配一个权值，并且社区内的车辆自动拥有该社区的权值，称之为车辆社区值；将需要部署RSU的部署区域Ω划分为多个候选区域，定义一个候选区域内所有经过的车的车辆社区值总和称为区域社区值，计算每个候选区域的区域社区值；第三单元，用于初始化，包括部署集合G置空，总部署花费置0；第四单元，用于判断是否部署总花费C小于等于预算B并且部署区域Ω非空，如果是，命令第五单元工作，如果否，命令第九单元工作；第五单元，用于从部署区域Ω中选择值最大的候选区域；其中，ci分别是指候选区域的区域社交值和区域部署花费；第六单元，用于比较当前选择区域部署花费与当前总花费之和是否超过预算B，如果否，命令第七单元工作，如果是，命令第八单元工作；第七单元，用于将候选区域并入部署集合G中，然后重新计算当前总花费C；第八单元，用于从部署区域Ω中去掉候选区域命令第四单元工作；第九单元，用于返回部署集合G的结果，结束。而且，第二单元中，设有P个主要社区，将权值1-P根据社区规模大小分配给P个主要社区。而且，第二单元中，候选区域的划分根据RSU的通信范围决定，一块候选区域的对角线长度是RSU通信半径的2倍。在本专利技术中，提出了一种基于车联网车辆社交性的RSU部署技术方案，目的在于最大化V-R-V通信。本专利技术具有以下特点：1)车辆的社区模型。本专利技术考虑车辆在社交网络内的内在关联。整个网络中的节点(车辆)的移动具有高度动态性，所以无法对单个车辆的移动性进行有效分析。但是车辆与车辆间的通信存在持续性和反复性。通过提取真实车辆之间的通信并利用社区发现加以分析可以发现，车辆之间的通信呈现社区结构的特点，社区内的车辆之间通信密集，而社区间的通信却比较稀疏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于车联网车辆社交性的RSU部署方法，其特征在于：包括以下步骤，Step1，根据真实车辆数据挖掘社区结构，包括基于车载单元OBU的通信范围提取出每辆车之间的通信频次，对车辆进行社区划分，得到通信频次图，转到Step2；其中，提取出每辆车之间的通信频次的策略为，比较两辆车的GPS报告点的时间差，若处在一个预设的时间窗口内并且车距在车载单元OBU的通信范围内，认为这两辆车能够完成一次通信；Step2，得到通信频次图后，根据主要社区规模的大小为每个社区分配一个权值，并且社区内的车辆自动拥有该社区的权值，称之为车辆社区值；将需要部署RSU的部署区域Ω划分为多个候选区域，定义一个候选区域内所有经过的车的车辆社区值总和称为区域社区值，计算每个候选区域的区域社区值，转到Step3；Step3，初始化，包括部署集合G置空，总部署花费置0，转至Step4；Step4，判断是否部署总花费C小于等于预算B并且部署区域Ω非空，如果是，转入Step5，如果否，转入Step9；Step5，从部署区域Ω中选择

【技术特征摘要】
1.一种基于车联网车辆社交性的RSU部署方法，其特征在于：包括以下步骤，Step1，根据真实车辆数据挖掘社区结构，包括基于车载单元OBU的通信范围提取出每辆车之间的通信频次，对车辆进行社区划分，得到通信频次图，转到Step2；其中，提取出每辆车之间的通信频次的策略为，比较两辆车的GPS报告点的时间差，若处在一个预设的时间窗口内并且车距在车载单元OBU的通信范围内，认为这两辆车能够完成一次通信；Step2，得到通信频次图后，根据主要社区规模的大小为每个社区分配一个权值，并且社区内的车辆自动拥有该社区的权值，称之为车辆社区值；将需要部署RSU的部署区域Ω划分为多个候选区域，定义一个候选区域内所有经过的车的车辆社区值总和称为区域社区值，计算每个候选区域的区域社区值，转到Step3；Step3，初始化，包括部署集合G置空，总部署花费置0，转至Step4；Step4，判断是否部署总花费C小于等于预算B并且部署区域Ω非空，如果是，转入Step5，如果否，转入Step9；Step5，从部署区域Ω中选择值最大的候选区域，转到Step6；其中，ci分别是指候选区域的区域社交值和区域部署花费；Step6，比较当前选择区域部署花费与当前总花费之和是否超过预算B，如果否，转入Step7，如果是，转入Step8；Step7，将候选区域并入部署集合G中，然后重新计算当前总花费C，转至Step8；Step8，从部署区域Ω中去掉候选区域转到Step4；Step9，返回部署集合G的结果，结束。2.根据权利要求1所述基于车联网车辆社交性的RSU部署方法，其特征在于：Step2中，设有P个主要社区，将权值1-P根据社区规模大小分配给P个主要社区。3.根据权利要求1或2所述基于车联网车辆社交性的RSU部署方法，其特征在于：Step2中，候选区域的划分根据RSU的通信范围决定，一块候选区域的对角线长...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，黄伟逸，张涛，刘芹，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42