一种基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法技术

本发明专利技术属于空地一体化车联网通信技术领域，公开了一种基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法，构建由V个车辆节点、U个无人机节点的空地一体化车联网模型；基于所述空地一体化车联网模型，构建所述移动节点之间的信息传输机制；基于所述移动节点之间的信息传输机制，构建所述移动节点之间的状态转换概率；基于所述移动节点之间的状态转换概率，构建基于多输入多输出技术的信息识别方法；基于所述移动节点之间的信息传输机制、状态转换概率以及信息识别方法，构建基于状态转移概率的中继选择方法。本发明专利技术可应用于城市智能交通系统，加强车辆、无人机、用户三者之间的联系，打造实时、准确、高效的综合运输和信息传递系统。

A relay selection method based on state transition probability for air ground integrated vehicle network

【技术实现步骤摘要】
一种基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法
本专利技术属于空地一体化车联网通信
，尤其涉及一种基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：空地一体化车联网一种特殊的车载自组织网络通常由地面上的多个车辆和天空中的多个无人机组成。作为现代智能交通的核心基础设施，空地一体化车联网得到了广泛关注。通过车与车、车与无人机、无人机与无人机之间的通信，空地一体化车联网可以提供各种类型的服务，包括道路安全、娱乐需求服、基于地理位置的服务等。在实际应用的空地一体化车联网中，随着移动节点(无人机与车辆)数量的增加使得网络拓扑以及传输路由动态多变，导致网络运算复杂且稳定性差，从而严重影响网络的整体性能。因此，快速选择最有效的中继节点进行下一跳的数据转发是一个重要且具有挑战性的问题。现有技术一通过推导最佳中继节点区域包络的曲线方程，将该区域划分为具有相同误码率性能的同心圆环，同时结合中继节点和目的节点的位置来选择最佳中继节点。该方法充分利用空间分集特性来提高系统误码率性能。但该技术在推导最佳中继节点区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法，其特征在于，所述基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法采用基于状态转移概率的中继选择方法，针对移动节点运行内存与存储内存量有限的问题，采用基于邻居节点的一跳信息传输机制逐级去除那些小概率的中继节点；并且基于状态转移概率对中继节点进行选择；采用MIMO技术进行多频通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法，其特征在于，所述基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法采用基于状态转移概率的中继选择方法，针对移动节点运行内存与存储内存量有限的问题，采用基于邻居节点的一跳信息传输机制逐级去除那些小概率的中继节点；并且基于状态转移概率对中继节点进行选择；采用MIMO技术进行多频通信。


2.如权利要求1所述的基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法，其特征在于，所述基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法包括以下步骤：
第一步，构建由V个车辆节点、U个无人机节点的空地一体化车联网模型；
第二步，基于空地一体化车联网模型，构建车辆节点与无人机节点之间的信息传输机制；
第三步，基于移动节点之间的信息传输机制，构建移动节点之间的状态转换概率；
第四步，基于移动节点之间的状态转换概率，构建基于多输入多输出MIMO技术的信息识别方法；
第五步，基于移动节点之间的信息传输机制、状态转换概率以及信息识别方法，构建基于状态转移概率的中继选择方法。


3.如权利要求2所述的基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法，其特征在于，所述第一步构建由V个车辆节点、U个无人机节点的空地一体化车联网模型包括：构建包含V+U个移动节点的空地一体化车联网，车辆可与无人机进行信息双向传输，网络中任一移动节点均可作为中继节点进行选择，源节点可为网络中任一移动节点，目的节点可为网络中任一移动节点。


4.如权利要求2所述的基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法，其特征在于，所述第二步基于空地一体化车联网模型，构建车辆节点与无人机节点之间的信息传输机制包括：
(1)在空地一体化车联网中，移动节点需同时与多个邻居节点进行信息交互，采用单天线进行信息的收发很难满足网络数据传输需求，采用MIMO技术来增加信道容量；
(2)将携带信息的移动节点在道路上的行驶过程与空中飞行的过程视为一种时延容忍网络，移动节点采用存储—携带—转发机制进行通信，相应的数据分组由源节点附近的移动节点接收，移动到目的节点附近再进行报文投递。


5.如权利要求4所述的基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法，其特征在于，发射端系统采用T根天线，接收端系统采用R根天线，在接收端接收到的信号表示为：
rM(t)＝HT*Rs(t-τ)+n(t)；
其中，HT*R是T*R维信道矩阵，表示为：



其中，hTR为空间信道增益；
采用3*3MIMO技术来进行通信，每个移动节点均安装3根天线，3*3MIMO天线系统的信道矩阵表示为：



对于3*3MIMO天线系统而言，信道容量表示为：



其中，I3*3为3*3维单位矩阵，为H3*3的共轭转置矩阵。


6.如权利要求2所述的基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法，其特征在于，所述第三步基于移动节点之间的信息传输机制，构建移动节点之间的状态转换概率包括：源节点i向其所有邻居节点za广播消息，各移动节点发射功率相同，网络状态间的转移概率描述空地一体化车联网的动态变化；
空地一体化车联网的信道容量为CMIMO，移动节点的带宽速率为R，信道信噪比为γ，则信道容量与带宽速率、信道信噪比之间存在如下关系：
CMIMO＝log2(1+γ)＝lb(1+γ)；
当CMIMO≥R时可视为正常通信，当CMIMO＜R时视为通信中断；
考虑相邻链路之间存在相互干扰，故信道信噪比γ表示为：



其中，i为源节点，j为目的节点，ka为待选的中继节点，pi为源节点发射功率，中继节点发射功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：张若南，何亦昕，翟道森，蒋毅，李彬，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61