车联网中基于联盟博弈和距离预测的车辆间数据传输方法技术

本发明专利技术公开了一种车联网中基于联盟博弈和距离预测的车辆间数据传输方法，主要解决现有车辆间P2P传输碰撞重传率高及无法适应城市环境的问题。其实现步骤是：1.根据当前时隙节点连接情况得到连接有向图；2.随机选择车辆获取其邻居节点及必要信息，计算其总效用；3.用车辆的不同连接方式构成策略集，通过对策略集的多次筛选得到非循环策略集，4.从非循环策略集中得到本地最佳策略应用于连接有向图，得到新的连接有向图，并判断其是否收敛：若收敛则依此更新各个车辆的连接状态，进行数据传输直到时隙结束，否则返回步骤2。本发明专利技术降低了碰撞重传率，加快了车辆获取完整数据的速度，可用于城市环境下基于地理位置的商业广告和安全通知。

Inter vehicle data transmission method based on alliance game and distance prediction in vehicle network

The invention discloses an inter vehicle data transmission method based on an alliance game and a distance prediction in a vehicle network, which mainly solves the problem that the P2P transmission collision between the existing vehicles has high retransmission rate and can not adapt to the urban environment. It comprises following steps: 1 according to the current time slot node connections get connected directed graph; 2 randomly selected vehicle access to its neighbor nodes and the information necessary to calculate the total utility; 3 with different connection mode of vehicle strategy set, the strategy set repeatedly screened non circular strategy set, 4 from non circular strategy get the best strategy in local centralized application connected directed graph, a new connected directed graph, and determines whether the convergence: if the connection state is updated accordingly convergence of all vehicles, the data transmission time slot until the end, otherwise return to step 2. The invention reduces collision retransmission rate, speeds up the acquisition of complete data by vehicles, and can be used for commercial advertisements and security notifications based on geographical location in urban environment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，更进一步涉及一种车联网中的数据传输方法，适用于城市环境下基于地理位置的商业广告和安全通知。
技术介绍
车联网是一个极具应用价值的研究方向，车联网中每个车辆节点通过自主计算和相互通信，一方面能够显著提高车辆交通效率以及安全性，另一方面能提供多种信息服务可以提高行驶效率，满足乘客的舒适性和娱乐性要求，同时带来大量商机。车联网中的公共信息比如一些基于地理位置的商业广告、通知等，通过路边单元RSU分发给每个过路车辆OBU，但由于车辆快速移动以及无线环境不稳定等车联网特性，过路车辆常常无法在RSU的通信范围内完整接收需要获得的信息，需要车辆间相互传输已经获得数据，相互补足缺失的数据。如何结合车联网的特点找到适用城市环境的车辆间数据传输方法成为亟待解决的问题。在互联网中P2P协议是一种已经被广泛运用的传输协议，其中的每台计算机既是资源的请求者又对其他计算机的资源作出响应，并且具有良好的扩展性和鲁棒性。Nanda等人在2003年发表的“CooperativedownloadinginVehicularad-hocwirelessnetwork”中首次将P2P内容传输协议应用于车联网的数据传输，但其提出的方案并不具有可扩展性，难以解决需要大量数据传输的车辆间数据传输问题。在解决无线网络中P2P问题的各种方案中，最简单的是非合作的方案，即车辆并不主动分享数据而是被动的回应其他车辆的数据请求，该方案开销小但易发生数据重复传输、碰撞等问题从而导致传输效率低下。于是基于合作的方案被提出，即车辆能够主动分享所拥有的数据从而使得P2P更加高效。例如TianyuWang等人在2013年发表的“CoalitionalGraphGamesforPopularContentDistributioninCognitiveRadioVANETs”中就采用了基于合作的方案来解决通用内容的分发问题，其中还采用了联盟博弈方法对网络进行建模，联盟博弈作为一种有效的建模和分析理性参与人在合作环境下的行为的数学工具，能够很好的对车辆与其邻居车辆间的合作通信进行建模分析。但是该方法需要严格限制车辆相对位置，不允许车间距超出范围也不允许出现超车等行为，导致其实际应用场景具有很大的局限性，并不适用于城市车联网环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种车联网中基于联盟博弈和距离预测的车辆间数据传输方法，以减小数据重复传输和碰撞，提高传输效率，实现在城市复杂交通环境下通过特定地理位置的车辆对通用内容的完整获取。本专利技术的技术思路是：采用基于合作的P2P传输方式，通过联盟博弈对该合作网络的通信连接拓扑进行建模，并采取车辆位置预测方案进一步优化合作模式，最终提高通用内容分发的成功率和速度，以在城市复杂车辆环境下进行车辆间的数据传输。其实现方案包括如下：(1)将所要分发的数据包分为N个等大小的数据块，第i个数据块记为mi，完整的数据块集合记为M＝{m0,m1,…mi…,mN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于联盟博弈和距离预测的车联网通用内容分发方法，包括如下步骤：(1)将所要分发的数据包分为N个等大小的数据块，第i个数据块记为mi，完整的数据块集合记为M＝{m0,m1,…mi…,mN}i＝0,1,…,N；(2)在时隙t开始时刻，根据当前车辆和路边单元这些通信节点的连接状态，建立连接有向图其中υ是所有通信节点的集合，是t时隙网络中所有有向通信链接的集合；(3)在所有车辆节点中随机选择车辆节点i，车辆节点i的邻居节点集合为Ni，获取所有邻居节点j∈Ni与车辆节点i的相对距离dj,i、相对速度vj,i、信道容量cj,i以及数据块集合Μj；(4)根据当前连接有向图计算节点i当前的总效用(4a)计算车辆节点i的接收效用其中γin∈(0,1)表示接收系数,分别表示车辆节点i的接收连接数和输出连接数，ci,j表示车辆节点i到邻居节点j的信道容量，ej,i,eRSU,i分别表示邻居节点j到车辆节点i的通信链路和路边单元RSU到车辆节点i的通信链路，表示t时隙网络中所有有向通信链接的集合，σj,i表示邻居节点j对车辆节点i的数据弥补度：σj,i=(M\Mi)∪Mj(M\Mi)]]>(4b)计算车辆节点i的输出效用其中γout∈(0,1)为输出系数；(4c)计算车辆节点i的碰撞损耗：其中γout∈(0,1)表示碰撞损耗系数；(4d)根据输入效用、输出效用以及碰撞损耗，得到车辆节点i当前的总效用：(5)计算邻居节点j∈Ni在车辆节点i通信范围内的驻留时间tj,i，根据驻留时间tj,i得到可通信节点集合(6)从车辆节点i的可通信节点集合中任意选择两个节点ai,bi，确定博弈中的策略si＝(ai,bi)，由所有策略构成策略集其中：ai表示车辆节点i将从节点ai接收数据，若节点i不从任何节点接收数据则令ai＝i，bi表示车辆节点i将输出数据给节点bi，若节点i不输出数据给任何节点则令bi＝i；(7)由策略集得到有效策略集(8)由有效策略集得到非循环策略集(9)从非循环策略集中选择出满足以下公式的本地最佳策略(10)更新策略历史ht，并采用本地最佳策略得到连接有向图判断是否若满足则令并执行步骤(11)，否则，令并返回步骤(3)；(11)所有车辆节点根据连接有向图更新其与邻居节点的连接方式，并依据此连接方式进行数据传输，直到下一时隙开始时返回步骤(2)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于联盟博弈和距离预测的车联网通用内容分发方法，包括如下步骤：(1)将所要分发的数据包分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，胡锦娜，吕宁，裴庆祺，任智源，
申请(专利权)人：西安电子科技大学宁波信息技术研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33