一种关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法技术

本发明专利技术涉及一种关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法，属于车联网交通通信技术领域。本发明专利技术对应用在移动车辆短距离无线通信的D2D通信技术进行分析，针对由于速度及距离可变导致的通信链路的动态性，提出了一种D2D通信连接的选择方法，通过考虑车辆所处行车道以及车辆间的距离参数，估算出D2D连接对的信道质量，最后推导出车辆间通信连接的选择优先指数，根据该指数来选择最优通信对象，进行D2D通信对的连接并传输消息。本发明专利技术本发明专利技术与现有技术相比，较大程度的提高了通信链路的生存时间和通信传输速率，同时减小了通信间的中断概率。

【技术实现步骤摘要】
一种关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法
本专利技术涉及一种关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法，属于车联网交通通信

技术介绍
目前在车联网通信中，一般采用专用短距离通信技术，但是这种技术有一个较大的弊端，容易出现交通信息网络的可扩展性问题，这种通信方法的传输效率也比较低，在通信过程中容易出现中断。当交通事件发生时，交通预警消息需要在短时间内在距离范围内的交通车辆之间进行传播以避免出现连环车祸。但是由于交通消息在一定范围内的重复广播，很容易造成通信链路的堵塞。
技术实现思路
本专利技术提供了一种关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法，以解决现有通信连接技术中通信链路生存时间较短，成功传输的概率不大，与此同时传输效率不高，中断概率较大等问题。本专利技术的技术方案是：一种关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法，所述关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法的具体步骤如下：Step1：设某车辆需要与其通信范围内同向行驶的后方车辆建立D2D连接对，以便进行实时交通信息传播，车辆a为消息发送者，车辆b为任意邻居车辆，计算源车辆与邻居车辆间的距离，在此采用车辆间欧氏距离的计算，根据公式(1)求出源车辆a与邻居车辆b的欧氏距离，其中Va代表源车辆a的速度，Vb代表邻居车辆速度，T代表车辆间距离更新时间，Y代表车辆间的纵向宽度，b＝1,2,3,4.......n；Step2：对车辆所处车道进行模糊化处理，将车道类别简单分为两种，即同一车道和相邻车道，设定道路宽度为K，车身宽度为d，则邻道车间纵向宽度Y最大为邻道车间纵向宽度Y最小为为了能确保车辆间的通信质量，源车辆会选择信道质量相对好的邻居车辆进行通信，若源车辆与邻居车辆存在可视距离，即两车相距近，说明此时的信道状态好，源车辆会首先将道路消息发送给相同车道的近距离车辆；若相同车道上近距离内无其他车辆则源车辆会将实时交通信息发送给近距离内的邻车道车辆；使邻车道车辆及时作出判断进行预防，对于邻居车辆来说，与源车辆所处车道不同以及距离的大小，都会影响其被选择的可能性；Step3：因为邻居车辆b与源车辆a之间所处车道不同以及车辆间的距离Dab对其被选择为通信对象有影响，则得出各邻居车辆被选择进行通信连接的优先指数表示为式(2)，其中D表示源车辆与邻居车辆间的欧式距离，LS表示源车辆所处车道，LR表示邻居车辆所处车道，Lr表示总的车道数，R表示车辆所能达到的通信范围；根据Step3计算出的通信优先指数λ，当优先指数λ越大时，说明邻居车辆的优先级越高，邻居车辆被选择与源车辆建立可能性就越大，相比较于其他邻居车辆，优先指数λ最大的车辆其建立起的通信链路的生存时间比较长，中断速率也更小；若同时出现两辆车的优先指数同时为最大，即优先指数同为最大值，则源车辆会优先选择与其处在相同车道的具有最大优先指数的车辆进行通信连接的建立；Step4：当源车辆完成本次的消息传输后，若有新的消息需要传输出去，则重复上述步骤，搜索合适车辆进行通信连接的建立。所述步骤Step1中，对于车辆间的欧式距离，将车辆的速度均设为匀速行驶。进一步的，所述步骤Step1中，当车辆在行驶过程中，会周期性的获取周围邻居车辆的交通消息，当有紧急预警消息要发送时，此时源车辆会向基站请求与周围的邻近车辆建立D2D连接，首先计算两车辆的欧式距离时，在此考虑到了车辆的速度以及纵向宽度Y，能较真实的反映出车辆实际情况。所述步骤Step1和Step2中，将两车辆间的纵向宽度Y进行了模糊化处理，简单分为同一车道与相邻车道，车道相距越大其欧式距离也随之增大；所述步骤Step3中，在求优先指数λ时，考虑到了通信车辆间所处车道以及欧式距离D，同时以总车道数Lr和通信范围R作为基准，当欧式距离D或者两车辆之间的车道相距即(|LS-LR|)的值较大，都会使优先指数λ变小，使车辆被选择通信的概率减小。当计算出某一车辆具有最大优先指数时，说明该车辆被源车辆选择进行通信连接建立的可能性越大，即该车辆需要收到预警消息的必要性为最大。当出现有两邻居车辆均为最大优先指数时，此时处于安全性考虑，源车辆会选择与其在相同车道的具有最大优先指数的车辆作为通信对象，减小了出现连环车祸的可能性。本专利技术的有益效果是：本专利技术能有效提高了车辆在高速移动过程中通信的传输效率，使D2D通信连接对的生存时间大大提高，同时减少了通信的中断概率，提升了车辆间的通信质量，改善了交通信息的传播性能，可以有效的解决短距离内通信拥挤的问题，同时释放了基站的压力，有效缓解核心网络的负载，实现数据的分流。附图说明图1是本专利技术通信连接选择流程示意图。图2是本专利技术通信模型图。具体实施方式实施例1：如图1-2所示，一种关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法，Step1：设某车辆需要与其通信范围内同向行驶的后方车辆建立D2D连接对，以便进行实时交通信息传播，车辆a为消息发送者，车辆b为任意邻居车辆，计算源车辆与邻居车辆间的距离，在此采用车辆间欧氏距离的计算，根据公式(1)求出源车辆a与邻居车辆b的欧氏距离，其中Va代表源车辆a的速度，Vb代表邻居车辆速度，T代表车辆间距离更新时间，Y代表车辆间的纵向宽度，b＝1,2,3,4.......n；Step2：对车辆所处车道进行模糊化处理，将车道类别简单分为两种，即同一车道和相邻车道，设定道路宽度为K，车身宽度为d，则邻道车间纵向宽度Y最大为邻道车间纵向宽度Y最小为为了能确保车辆间的通信质量，源车辆会选择信道质量相对好的邻居车辆进行通信，若源车辆与邻居车辆存在可视距离，即两车相距近，说明此时的信道状态好，源车辆会首先将道路消息发送给相同车道的近距离车辆；若相同车道上近距离内无其他车辆则源车辆会将实时交通信息发送给近距离内的邻车道车辆；使邻车道车辆及时作出判断进行预防，对于邻居车辆来说，与源车辆所处车道不同以及距离的大小，都会影响其被选择的可能性；Step3：因为邻居车辆b与源车辆a之间所处车道不同以及车辆间的距离Dab对其被选择为通信对象有影响，则得出各邻居车辆被选择进行通信连接的优先指数表示为式(2)，其中D表示源车辆与邻居车辆间的欧式距离，LS表示源车辆所处车道，LR表示邻居车辆所处车道，Lr表示总的车道数，R表示车辆所能达到的通信范围；根据Step3计算出的通信优先指数λ，当优先指数λ越大时，说明邻居车辆的优先级越高，邻居车辆被选择与源车辆建立可能性就越大，相比较于其他邻居车辆，优先指数λ最大的车辆其建立起的通信链路的生存时间比较长，中断速率也更小；若同时出现两辆车的优先指数同时为最大，即优先指数同为最大值，则源车辆会优先选择与其处在相同车道的具有最大优先指数的车辆进行通信连接的建立；Step4：当源车辆完成本次的消息传输后，若有新的消息需要传输出去，则重复上述步骤，搜索合适车辆进行通信连接的建立。进一步的，所述步骤Step1中，对于车辆间的欧式距离，将车辆的速度均设为匀速行驶。进一步的，所述步骤Step1中，当车辆在行驶过程中，会周期性的获取周围邻居车辆的交通消息，当有紧急预警消息要发送时，此时源车辆会向基站请求与周围的邻近车辆建立D2D连接，首先计算两车辆的欧式距离时，在此考虑到了车辆的速度以及纵向宽度Y，能较真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法，其特征在于：所述关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法的具体步骤如下：Step1：设某车辆需要与其通信范围内同向行驶的后方车辆建立D2D连接对，以便进行实时交通信息传播，车辆a为消息发送者，车辆b为任意邻居车辆，计算源车辆与邻居车辆间的距离，在此采用车辆间欧氏距离的计算，根据公式(1)求出源车辆a与邻居车辆b的欧氏距离，其中Va代表源车辆a的速度，Vb代表邻居车辆速度，T代表车辆间距离更新时间，Y代表车辆间的纵向宽度，b＝1,2,3,4.......n；

【技术特征摘要】
1.一种关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法，其特征在于：所述关于移动车辆间建立D2D通信连接对的选择方法的具体步骤如下：Step1：设某车辆需要与其通信范围内同向行驶的后方车辆建立D2D连接对，以便进行实时交通信息传播，车辆a为消息发送者，车辆b为任意邻居车辆，计算源车辆与邻居车辆间的距离，在此采用车辆间欧氏距离的计算，根据公式(1)求出源车辆a与邻居车辆b的欧氏距离，其中Va代表源车辆a的速度，Vb代表邻居车辆速度，T代表车辆间距离更新时间，Y代表车辆间的纵向宽度，b＝1,2,3,4.......n；Step2：对车辆所处车道进行模糊化处理，将车道类别简单分为两种，即同一车道和相邻车道，设定道路宽度为K，车身宽度为d，则邻道车间纵向宽度Y最大为邻道车间纵向宽度Y最小为Step3...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭艺，张申，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53