基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法和系统技术方案

技术编号:29465185 阅读:24 留言:0更新日期:2021-07-27 17:54
本发明专利技术提供基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法,若系统处于V2R通信方式,RSU确定簇头节点;RSU节点判断若簇头节点与簇内除了簇头节点的其它车辆节点的链路容量大于RSU与簇内所有车辆节点的容量,由V2R通信方式转换至V2V通信方式;若系统处于V2V通信方式,簇头节点接收RSU发送的其与簇内所有车辆节点的容量,簇头节点判断自身至簇内除了簇头节点的其它车辆节点的容量小于等于RSU与簇内所有车辆节点的容量时,由V2V通信方式转换至V2R通信方式。通过在V2R与V2V两种通信方式间切换,选用链路容量更高的通信方式,可以相应提高车联网的数据吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法和系统
本专利技术涉及车联网通信领域,具体而言,涉及本专利技术提供了一种基于随机网络编码技术的V2R与V2V两种车联网通信方式间的切换方法。
技术介绍
车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络,以实现移动过程中车辆与路侧单元之间(Vehicle-to-Roadside,V2R)、车辆之间(Vehicle-to-Vehicle,V2V)和车辆与人之间(Vehicle-to-People,V2P)的通信为主要任务,能够有效避免道路碰撞事故,提高城市道路的通行效率和驾乘体验。车联网应用和下一代交通网络基础设施的布设使得节点密度增大,随着车联网业务的增加,网络数据量也相应激增,如何提高V2R与V2V两种车联网通信方式间的转换时车联网数据传输的吞吐量成为了一个亟需解决的课题。
技术实现思路
本专利技术旨在针对如何提高V2R与V2V两种车联网通信方式间的转换时车联网数据传输的吞吐量的技术问题,提供一种基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法。本专利技术采用以下技术方案。提供一种基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法,包括:若系统处于V2R通信方式,RSU将随机线性网络编码数据包发送到选定簇内各车辆节点;RSU接收所有车辆节点发送的在接收到特定数量的随机线性网络编码数据包后是否能够完成网络译码的返回信息;RSU根据各车辆节点的返回信息以及车辆节点的位置信息,确定簇头节点;RSU节点判断若簇头节点与簇内除了簇头节点的其它车辆节点的链路容量大于RSU与簇内所有车辆节点的容量,由V2R通信方式转换至V2V通信方式;若系统处于V2V通信方式,RSU将其与簇内所有车辆节点的容量发送给簇头节点,以使得簇头节点判断自身至簇内除了簇头节点的其它车辆节点的容量小于等于RSU与簇内所有车辆节点的容量时,由V2V通信方式转换至V2R通信方式。第二方面,提供一种基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法,包括:若系统处于V2R通信方式,车辆节点接收发送自RSU的随机线性网络编码数据包;若系统处于V2V通信方式,车辆节点判断自身是否为簇头节点,若为否则接收簇头节点发送的随机线性网络编码数据包;若是簇头节点则向簇内其它车辆节点发送随机线性网络编码数据包,并接收RSU发送的其与簇内所有车辆节点的容量,簇头节点判断自身至簇内除了簇头节点的其它车辆节点的容量小于等于RSU与簇内所有车辆节点的容量时,由V2V通信方式转换至V2R通信方式;系统处于V2R通信方式和V2V通信方式下,车辆节点都将在收到特定数量的随机线性网络编码数据包后是否能够完成网络译码的返回信息发送给RSU,以使得RSU根据各车辆节点的返回信息以及车辆节点的位置信息,确定簇头节点,RSU判断若簇头节点与簇内除了簇头节点的其它车辆节点的链路容量大于RSU与簇内所有车辆节点的容量,由V2R通信方式转换至V2V通信方式。进一步地,RSU根据各车辆节点反馈的信息以及车辆节点的位置信息,确定簇头节点包括:若多于一个车辆节点将能完成网络译码的信息反馈给RSU,则RSU节点估计中各车辆节点至簇内除了自身的其它节点的容量信息,表达式如下:其中表示中各车辆节点至簇内除了自身的其它节点的容量信息,表示将能完成网络译码的信息反馈给RSU的所有车辆节点,表示车辆节点vk的发射信号功率,表示第k个车辆节点vk与第i个车辆节点vi间距离,Bv表示V2V链路信道带宽,α表示路径损耗指数,σi2表示V2V链路噪声功率,K表示簇内车辆节点的数量。选择其中容量最大的车辆节点为簇头节点:进一步地,RSU根据各车辆节点反馈的判断结果以及车辆节点的位置信息确定簇头节点包括:若仅有一个车辆节点vk*将能完成网络译码的信息反馈给RSU,则选择该车辆节点为簇头节点。进一步地,若没有车辆节点将能完成网络译码的信息反馈给RSU,则RSU节点估计各车辆节点至簇内除了自身的其它节点的容量信息,选择其中容量最大的车辆节点为簇头节点:其中为车辆节点vk至簇内除了自身的其它节点的容量。进一步地,RSU节点根据所获得选定簇内的所有车辆节点位置信息,估算RSU节点至簇内所有车辆节点的容量信息,表达式如下:其中CRSU表示RSU节点至簇内所有车辆节点的容量信息,BRSU表示V2R链路信道带宽,PRSU表示RSU发射功率,表示RSU与第i个车辆节点vi间距离,α表示路径损耗指数,σi2表示链路噪声功率,K表示簇内车辆节点的数量。进一步地,簇头节点与簇内除了簇头节点的其它车辆节点的链路容量的计算方法如下:其中Bv表示V2V链路信道带宽,表示簇头节点发射功率,表示簇头节点与簇内除了簇头节点的第i个车辆节点vi间距离,α表示路径损耗指数,σi2表示V2V链路噪声功率,K表示簇内车辆节点的数量,k*表示簇内簇头节点的序号。本专利技术还提供了基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换系统,包括:RSU和车辆节点;若系统处于V2R通信方式,RSU用于将随机线性网络编码数据包发送到选定簇内各车辆节点;车辆节点,用于接收发送自RSU的随机线性网络编码数据包,将在收到特定数量的随机线性网络编码数据包后是否能够完成网络译码的返回信息发送给RSU;RSU,用于接收所有车辆节点发送的在接收到特定数量的随机线性网络编码数据包后是否能够完成网络译码的返回信息;RSU根据各车辆节点的返回信息以及车辆节点的位置信息,确定簇头节点;RSU节点判断若簇头节点与簇内除了簇头节点的其它车辆节点的链路容量大于RSU与簇内所有车辆节点的容量,由V2R通信方式转换至V2V通信方式;若系统处于V2V通信方式,RSU用于将其与簇内所有车辆节点的容量发送给簇头节点;车辆节点用于判断自身是否为簇头节点,若为否则接收簇头节点发送的随机线性网络编码数据包;若是簇头节点则向簇内其它车辆节点发送随机线性网络编码数据包,并接收RSU发送的其与簇内所有车辆节点的容量,簇头节点判断自身至簇内除了簇头节点的其它车辆节点的容量小于等于RSU与簇内所有车辆节点的容量时,由V2V通信方式转换至V2R通信方式;本专利技术所取得的有益技术效果:提出一种基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法,通过在V2R与V2V两种通信方式间切换,选用链路容量更高的通信方式,可以相应提高车联网的数据吞吐量。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其有点,现在参考下文结合附图进行描述。图1给出了本专利技术实施例的适用场景;图2给出了本专利技术实施例RSU端工作流程图;图3给出了本专利技术实施例车辆节点端工作流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法,其特征在于,RSU获取选定簇的簇内各车辆节点的位置信息,所述方法包括:/n若系统处于V2R通信方式,RSU将随机线性网络编码数据包发送到选定簇内各车辆节点;RSU接收所有车辆节点发送的返回信息,所述返回信息表示车辆节点在接收到特定数量的随机线性网络编码数据包后是否能够完成网络译码;RSU根据各车辆节点的返回信息以及车辆节点的位置信息,确定簇头节点;RSU节点判断若簇头节点与簇内除了簇头节点的其它车辆节点的链路容量大于RSU与簇内所有车辆节点的容量,由V2R通信方式转换至V2V通信方式;/n若系统处于V2V通信方式,RSU将其与簇内所有车辆节点的容量发送给簇头节点,以使得簇头节点判断自身至簇内除了簇头节点的其它车辆节点的容量小于等于RSU与簇内所有车辆节点的容量时,由V2V通信方式转换至V2R通信方式。/n

【技术特征摘要】
1.基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法,其特征在于,RSU获取选定簇的簇内各车辆节点的位置信息,所述方法包括:
若系统处于V2R通信方式,RSU将随机线性网络编码数据包发送到选定簇内各车辆节点;RSU接收所有车辆节点发送的返回信息,所述返回信息表示车辆节点在接收到特定数量的随机线性网络编码数据包后是否能够完成网络译码;RSU根据各车辆节点的返回信息以及车辆节点的位置信息,确定簇头节点;RSU节点判断若簇头节点与簇内除了簇头节点的其它车辆节点的链路容量大于RSU与簇内所有车辆节点的容量,由V2R通信方式转换至V2V通信方式;
若系统处于V2V通信方式,RSU将其与簇内所有车辆节点的容量发送给簇头节点,以使得簇头节点判断自身至簇内除了簇头节点的其它车辆节点的容量小于等于RSU与簇内所有车辆节点的容量时,由V2V通信方式转换至V2R通信方式。


2.根据权利要求1所述的基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法,其特征在于,若系统处于V2V通信方式,RSU监听簇头节点的反馈信息,如果簇头节点的反馈信息指示转换至V2R通信方式,则RSU转换至V2R通信方式。


3.基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法,其特征在于,
若系统处于V2R通信方式,车辆节点接收发送自RSU的随机线性网络编码数据包;
若系统处于V2V通信方式,车辆节点判断自身是否为簇头节点,若为否则接收簇头节点发送的随机线性网络编码数据包;若是簇头节点则向簇内其它车辆节点发送随机线性网络编码数据包,并接收RSU发送的其与簇内所有车辆节点的容量,簇头节点判断自身至簇内除了簇头节点的其它车辆节点的容量小于等于RSU与簇内所有车辆节点的容量时,由V2V通信方式转换至V2R通信方式;
系统处于V2R通信方式和V2V通信方式下,车辆节点都将在收到随能够完成网络译码的返回信息发送给RSU,以使得RSU根据各车辆节点的返回信息以及车辆节点的位置信息,确定簇头节点,RSU判断若簇头节点与簇内除了簇头节点的其它车辆节点的链路容量大于RSU与簇内所有车辆节点的容量,由V2R通信方式转换至V2V通信方式。


4.根据权利要求1所述的基于随机网络编码技术的V2R与V2V间切换方法,其特征在于,RSU确定簇头节点包括:若多于一个车辆节点将能完成网络译码的信息反馈给RSU,则RSU节点估计中各车辆节点至簇内除了自身的其它节点的容量信息,其中表示将能完成网络译码的信息反馈给RSU的所有车辆节点,表达式如下:



其中表示中各车辆节点至簇内除了自身的其它节点的容量信息,表示车辆节点vk的发射信号功率,表示第k个车辆节点vk与车第i个辆节点vi间距离,Bv表示V2V链路信道带宽,α表示路径损耗指数,σi2表示V2V链路噪声功率,K表示簇内车辆节点的数量;
选择其中容量最大的车辆节点为簇头节点:

【专利技术属性】
技术研发人员:梅中辉徐礼建周根
申请(专利权)人:南京邮电大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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