基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法，包括以下步骤：将指定路段划分为多个子路段；在每个子路段选择骨干车辆，所述骨干车辆广播信息以告知其它车辆；根据每个子路段的骨干车辆组成所述指定路段的车载网络；根据所述指定路段的车载网络依据网络编码进行数据传输。本发明专利技术具有如下优点：车载数据传输稳定、变更骨干车辆时间和能量成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据传输领域，具体涉及一种基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法。
技术介绍
车载网络是由大量装载在快速移动车辆上的具备感知、存储、数据处理和无线通信能力的传感器节点构成的移动自组织网络，在数据通信量大、服务质量要求高并且没有路边基础设施道路上，构建骨干网传输机制，可以有效地提升数据传输效率。目前一些研究者对于车载网络中骨干网络辅助信息传输进行了研究。相关技术采用单一骨干节点模式，该节点的失效会导致网络断开，严重影响传输质量。此外，相关技术在选择骨干车辆时仅考虑了单一影响因素，这就可能导致选择的骨干车辆速度频繁变化，容易脱离所在区域，使骨干网络稳定性不高，从而信息无法快速稳定地传输，造成时间和能量的浪费。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种车载数据传输稳定、变更骨干车辆时间和能量成本低的基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法，包括以下步骤：S1：将指定路段划分为多个子路段；S2：在每个子路段选择骨干车辆，所述骨干车辆广播信息以告知其它车辆，其中，对于任一子路段选择所述骨干车辆的步骤包括：S201：获取所述子路段内所有车辆的速度变化率、信道能力和速率优化度，其中，所述速度优化度为车辆的当前车速与所述车辆在所述子路段的路段最佳车速的比值，所述路段最佳车速根据所述子路段内的车辆密度和车道数量确定；S202：对所述子路段内所有车辆的速度变化率、信道能力和速率优化度分别进行模糊处理得到所述所有车辆的模糊化速度变化率、模糊化信道能力和模糊化速度优化度；S203：根据所述所有车辆的所述模糊化速度变化率、所述模糊化信道能力和所述模糊化速度优化度按照预设规则进行映射得到所述所有车辆的能力等级；S204：计算所述所有车辆能力等级所对应的具体函数值，并将所述所有车辆的能力等级通过计算中心的方法进行去模糊化，得到所述所有车辆的能力值；S205：对所述所有车辆的能力值进行倒序排序，选取预设数量的车辆作为所述骨干车辆；S3：根据每个子路段的骨干车辆组成所述指定路段的车载网络；S4：根据所述指定路段的车载网络进行数据传输。根据本专利技术实施例的基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法，在选择骨干车辆时，运用模糊逻辑的思想，将车辆的速度稳定性因素、与最佳速度的比值以及车辆的信道状况进行模糊化处理，再使用指定的规则去模糊化，得到此车作为骨干网车辆的能力值，通过比较车辆的能力值，在每个区域内选择两个骨干车辆，建立骨干网络辅助信息传递；在传递信息时进行网络编码，减少传输次数，增加网络吞吐量，节省带宽的目的。另外，根据本专利技术上述实施例的基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，在步骤S201中，所述速度变化率通过以下公式得到： v c = | v · v l vs 2 - 1 | ]]>其中，vc表示所述速度变化率，v表示当前车速，vs表示在最近ts时间内的平均速度，vl表示在最近tl时间内的平均速度，ts和tl均为设定值且tl>ts；所述信道能力通过以下公式得到： c a = s n · m ]]>其中，ca表示信道能力，m表示目标车辆所在路段内除所述目标车辆外的车辆数量，s为n·t时间内收到的报文数量，t报文发送的时间间隔，n为设定值；所述速度优化度通过以下公式得到： v d = | v l V - 1 | ]]>其中，vd表示所述速度优化度，vl表示l时段内的平均速度，V表示最佳速度，且V＝αd+βz，d表示道路密度，z表示车道数，α和β均为确定的参数。进一步地，在步骤S205中，所述预设数量为二个。进一步地，步骤S4进一步包括：发送方检测数据包的目的地址是否在所述发送方所在的路段内，如果所述目的地址位于所述发送方所在的路段内，则进一步检测所述数据包是否被编码，如果所述数据包已经被编码，则所述发送方根据接收信息包的维数确定需要互不相关的信息包数量，通过高斯消元法将数据解码得到所述数据包的信息，再从节点自身维护的系数空间中选择系数，将所述数据包的信息再次编码并发送，同时发送系数矩阵，如果所述数据包没有被编码，则广播所述数据包；如果所述目的地址位于所述发送方所在的路段之外，则进一步检测所述数据包是否为缓存中第一个到达的数据包，如果是所述缓存中的第一个数据包，则将所述数据包加入缓存中等待预设时间，如果有第二个并且来自不同方向数据包到达，则将两个数据包编码发送，否则在预设时间后直接发送所述第一个数据包；如果不是所述缓存中的第一个数据包，则与先前到达并且来自不同方向的数据包编码后发送；接收方接收所述数据包并检测所述数据包是否被编码，如果所述数据包已经被编码并且是第一个到达的数据包，则将此数据包存入缓存，等待下一个数据包，直至所述缓存内存储有预设个数的数据包时，根据所述预设个数的数据包和所述系数矩阵通过高斯消元法进行解码，如果所述数据包未被编码，则直接读取所述数据包。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术一个实施例的基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法的流程图；图2是本专利技术一个实施例的速度变化率隶属度函数图；图3是本专利技术一个实施例的信道能力隶属度函数图；图4是本专利技术一个实施例的速度优化度隶属度函数图；图5是本专利技术一个实施例的能力等级函数图；图6是本专利技术一个实施例的计算模糊化能力值的计算过程的示意图；图7是本专利技术一个实施例的计算模糊化能力值的结果示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将指定路段划分为多个子路段；S2：在每个子路段选择骨干车辆，所述骨干车辆广播信息以告知其它车辆，其中，对于任一子路段选择所述骨干车辆的步骤包括：S201：获取所述子路段内所有车辆的速度变化率、信道能力和速率优化度，其中，所述速度优化度为车辆的当前车速与所述车辆在所述子路段的路段最佳车速的比值，所述路段最佳车速根据所述子路段内的车辆密度和车道数量确定；S202：对所述子路段内所有车辆的速度变化率、信道能力和速率优化度分别进行模糊处理得到所述所有车辆的模糊化速度变化率、模糊化信道能力和模糊化速度优化度；S203：根据所述所有车辆的所述模糊化速度变化率、所述模糊化信道能力和所述模糊化速度优化度按照预设规则进行映射得到所述所有车辆的能力等级；S204：计算所述所有车辆能力等级所对应的具体函数值，并将所述所有车辆的能力等级通过计算中心的方法进行去模糊化，得到所述所有车辆的能力值；S205：对所述所有车辆的能力值进行倒序排序，选取预设数量的车辆作为所述骨干车辆；S3：根据每个子路段的骨干车辆组成所述指定路段的车载网络；S4：根据所述指定路段的车载网络进行数据传输。...

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将指定路段划分为多个子路段；S2：在每个子路段选择骨干车辆，所述骨干车辆广播信息以告知其它车辆，其中，对于任一子路段选择所述骨干车辆的步骤包括：S201：获取所述子路段内所有车辆的速度变化率、信道能力和速率优化度，其中，所述速度优化度为车辆的当前车速与所述车辆在所述子路段的路段最佳车速的比值，所述路段最佳车速根据所述子路段内的车辆密度和车道数量确定；S202：对所述子路段内所有车辆的速度变化率、信道能力和速率优化度分别进行模糊处理得到所述所有车辆的模糊化速度变化率、模糊化信道能力和模糊化速度优化度；S203：根据所述所有车辆的所述模糊化速度变化率、所述模糊化信道能力和所述模糊化速度优化度按照预设规则进行映射得到所述所有车辆的能力等级；S204：计算所述所有车辆能力等级所对应的具体函数值，并将所述所有车辆的能力等级通过计算中心的方法进行去模糊化，得到所述所有车辆的能力值；S205：对所述所有车辆的能力值进行倒序排序，选取预设数量的车辆作为所述骨干车辆；S3：根据每个子路段的骨干车辆组成所述指定路段的车载网络；S4：根据所述指定路段的车载网络进行数据传输。2.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑和网络编码的数据传输方法，其特征在于，在步骤S201中，所述速度变化率通过以下公式得到： v c = | v · v l vs 2 - 1 | ]]>其中，vc表示所述速度变化率，v表示当前车速，vs表示在最近ts时间内的平均速度，vl表示在最近tl时间内的平均速度，ts和tl均为设定值且tl>ts；所述信道能力通过以下公式得到： c a = s n ...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓岚，耿直，陈文龙，蒋鹤峻，谢华，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11