车联网中车辆移动性的评估方法及在视频传输领域应用技术

车联网中车辆移动性的评估方法，车联网包括媒体服务器和若干个与媒体服务器通信连接的车辆，评估方法为：A1、每个车辆根据道路网络确定自身的移动轨迹，并将移动轨迹上传至媒体服务器；A2、媒体服务器根据所有车辆上传的移动轨迹提取道路网络中任意出发地与任意目的地之间的行驶模式；A3、媒体服务器根据当前车辆的出发地对当前车辆的行驶模式进行判定，并将判定结果共享给所有车辆。本发明专利技术提供一种车辆移动性的评估方法，能够精确确定车辆的位置和行车轨迹，并根据车辆的行车轨迹确定车辆行驶模式，同时提供该评估方法在视频传输领域的一种应用方式，能够有效提高车联网中车辆之间的视频传输速率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
车联网中车辆移动性的评估方法及在视频传输领域应用
本专利技术涉及车辆自组织网络
，具体的说是车联网中车辆移动性的评估方法及在视频传输领域应用。
技术介绍
无线通信技术的快速发展极大地提升了网络的通信能力，以满足在无线移动网络中视频服务应用对带宽的需求，移动用户可以通过智能终端设备接入互联网以获得视频内容，如智能手机和笔记本电脑。视频服务可以为用户提供丰富的可视内容，并且能够吸引超大规模的视频用户。因此，视频用户规模的快速增加导致了视频系统中可用带宽资源变得相对有限，从而严重影响了视频系统的可扩展性和用户的体验质量。如图1所示，在车联网中，基于移动对等网络MP2P的视频系统依赖视频资源的高效管理和灵活的带宽资源分配，以支持低网络带宽消耗的视频资源实时传输，图中RSU为路侧单元，与车辆进行V2I通信，此外车辆与车辆之间还可以进行V2V通信。然而，大部分基于MP2P的视频系统中主要沿用了传统的结构化和非结构化的覆盖网络架构，并且忽略了用户间的视频共享行为，使得视频系统只能够被动响应移动用户频繁变化的视频请求，从而极大地增加了覆盖网络中视频资源的管理成本，并对视频资源传输性能带来极大地负面影响。虚拟社区技术通过定义移动用户间的逻辑关系并将具有相似视频播放性行为的移动用户组建成为虚拟社区。例如，“C.Xu,S.Jia,M.Wang,L.Zhong,H.ZhangandG.-M.Muntean.”于“IEEETransactionsonVehicularTechnology,vol.64,2015,pp.1201-1217.”上发表的“Performance-AwareMobileCommunity-basedVoDStreamingoverVehicularAdHocNetworks,”一文公开了PMVC技术，PMCV分析用户的播放行为和移动行为，抽取用户播放行为模式和移动行为模式，将播放行为相似和移动行为相似的用户组织到一个社区中，以提高用户间视频共享的效率。“C.Xu,S.Jia,L.ZhongandG.-M.Muntean.”于“IEEECommunicationsMagazine,vol.53,2015,pp.150-156.”上发表的“SociallyAwareMobilePeer-to-PeerCommunicationsforCommunityMultimediaStreamingServices,”一文公开了SMMC技术，SMMC考察了用户的视频需求、社交关系和移动行为来定义用户间的逻辑关系，并以此逻辑关系的紧密程度构建用户社区。在同一社区中用户对视频内容具有共同兴趣，可以促进在社区内进行视频搜索的成功概率，并降低视频请求消息在覆盖网络中转发的次数，降低视频搜索延时。因此，同一社区内的节点具有相似的移动行为是提升视频资源交付性能和骨干网络流量负载缓解的重要因素，如图2所示，具有相同移动行为的车辆A和车辆B之间可以进行通信，共享视频资源。但是因为车内乘客拥有较快的移动速度和较高的移动随机性，对车载用户间移动相似性评估带来了极为严重的负面影响。众多学者已经提出了一些车载用户间移动行为相似性评估方法。例如，PMCV利用用户连接的接入点(accesspoint，AP)来描述车载用户移动轨迹，采用马尔科夫过程描述用户移动过程，并预测未来用户的移动行为。用户的历史移动行为和预测的未来移动行为被用来评估用户间的移动相似程度。“O.T.Cruces,M.Fiore,andJ.M.B.Ordinas”于“IEEETransactionsonMobileComputing,vol.11,2012,pp.663-678.”发表的“Cooperativedownloadinvehicularenvironments,”一文中设计了一个车辆遭遇的概率模型，通过构建车辆间的连通图计算车辆遭遇的概率，遭遇的车载用户可以实现高效的资源共享。“J.Yoon,B.Noble,M.LiuandM.Kim,”于“InProceedingsofACMInternationalConferenceonMobileSystems,ApplicationsandServices,2006,pp.177-190.”上发表的“Buildingrealisticmobilitymodelsfromcoarse-grainedtraces,”一文中设计了一个车载网络下车辆移动性模型，利用用户接入的WiFi和AP来描述和定义用户的移动轨迹，通过过滤用户的移动轨迹，以图的方式来描述用户的移动过程，从而构建基于概率的车辆移动模型。“M.Kim,D.KotzandS.Kim,”于“InProceedingsofIEEEINFOCOM,2006,pp.1-13.”上发表的“Extractingamobilitymodelfromrealusertraces,”的一文中公开了利用用户接入的AP来描述用户的移动轨迹，通过抽取用户的移动行为特征建立用户的移动模型。然而，以上方法忽略了引起用户移动行为异常的影响因素，这些因素往往会导致用户移动行为评估结果的精确度。此外，基于AP的车辆移动轨迹的表示方法难以精确描述用户的移动轨迹，从而降低了用户移动行为的评估精确度。现有技术中利用RSU确定车辆位置，但是因为RSU的覆盖范围很大，车辆的位置很难被RSU精确地测量到，这种不精确的车辆地理位置的描述难以反映出车辆驾驶者在行使路径选择过程中的真实意图。如图3所示，车辆A位于两条道路的交点部分，选择后续的行使路径的概率是均等的。但是车辆A的驾驶员会根据自身的行驶目的地来制定行使路径规划，根据制定的行驶路径规划来决定后续选择的行驶路径，也就是说，驾驶员选择的行驶路径会受到行驶目的地和道路通行情况的制约。因此，精确的描述车辆的地理位置能够真实反映出用户做出后续行驶路径选择的真实意图，从而有利于准确抽取用户移动行为特性和发现用户移动模式。较低的用户移动行为评估精确度不仅会引起社区结构不断变化、增加社区结构维护成本，而且降低了移动用户间视频资源的交付性能。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种车辆移动性的评估方法，能够精确确定车辆的位置和行车轨迹，并根据车辆的行车轨迹确定车辆行驶模式，同时提供该评估方法在视频传输领域的一种应用方式，能够有效提高车联网中车辆之间的视频传输速率和稳定性。为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：车联网中车辆移动性的评估方法，车联网包括媒体服务器和若干个与媒体服务器通信连接的车辆，评估方法为：A1、每个车辆根据道路网络确定自身的移动轨迹，并将移动轨迹上传至媒体服务器；A2、媒体服务器根据所有车辆上传的移动轨迹提取道路网络中任意出发地与任意目的地之间的行驶模式；A3、媒体服务器根据当前车辆的出发地对当前车辆的行驶模式进行判定，并将判定结果共享给所有车辆。A1的具体过程包括：A1.1、对道路网络进行网格化处理；A1.2、以网格的节点对道路进行标识；A1.3、车辆利用道路标识对车辆的移动轨迹进行标识。A1.1的具体方法为：以道路作为网格的脉络，以道路的首端和末端作为线条的端点，以不同道路之间的交叉口作为线条的交叉点；A1.2的具体方法为本文档来自技高网...

【技术保护点】
车联网中车辆移动性的评估方法，车联网包括媒体服务器和若干个与媒体服务器通信连接的车辆，其特征在于：评估方法为：A1、每个车辆根据道路网络确定自身的移动轨迹，并将移动轨迹上传至媒体服务器；A2、媒体服务器根据所有车辆上传的移动轨迹提取道路网络中任意出发地与任意目的地之间的行驶模式；A3、媒体服务器根据当前车辆的出发地对当前车辆的行驶模式进行判定，并将判定结果共享给所有车辆。

【技术特征摘要】
1.车联网中车辆移动性的评估方法，车联网包括媒体服务器和若干个与媒体服务器通信连接的车辆，其特征在于：评估方法为：A1、每个车辆根据道路网络确定自身的移动轨迹，并将移动轨迹上传至媒体服务器；A2、媒体服务器根据所有车辆上传的移动轨迹提取道路网络中任意出发地与任意目的地之间的行驶模式；A3、媒体服务器根据当前车辆的出发地对当前车辆的行驶模式进行判定，并将判定结果共享给所有车辆。2.如权利要求1的车联网中车辆移动性的评估方法，其特征在于：A1的具体过程包括：A1.1、对道路网络进行网格化处理；A1.2、以网格的节点对道路进行标识；A1.3、车辆利用道路标识对车辆的移动轨迹进行标识。3.如权利要求2的车联网中车辆移动性的评估方法，其特征在于：A1.1的具体方法为：以道路作为网格的脉络，以道路的首端和末端作为线条的端点，以不同道路之间的交叉口作为线条的交叉点；A1.2的具体方法为：以道路的端点对道路进行标识，以每条道路与其他道路的交叉点将该道路分为若干条道路线段；A1.3的具体方法为：车辆确认自身位置，根据自身位置判定自身与道路分段之间的隶属关系，将自身的移动轨迹转化为道路分段的连线。4.如权利要求3的车联网中车辆移动性的评估方法，其特征在于：A1.3中车辆位置的确认方法为：任意车辆在移动过程中周围有至少两个一跳邻居节点时，车辆选择其中两个与其地理距离最近的一跳邻居节点组成三角形，则车辆的位置为该三角形的图心位置；当车辆在移动过程中周围只有一个一跳邻居节点时，车辆与该一跳邻居节点构成一条线段，则该车辆的位置为线段的中心位置；当车辆在移动过程中周围没有一跳邻居节点时，车辆利用GPS确定自身位置。5.如权利要求3的车联网中车辆移动性的评估方法，其特征在于：A1.3中，车辆根据自身位置判定自身与道路分段之间的隶属关系的具体方法为：车辆根据自身位置确定自身与道路中线之间的距...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞玲，贾世杰，张永新，郭凯，尚莞璐，林春杰，
申请(专利权)人：洛阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41