一种面向B5G/6G全解耦蜂窝车联网的下行高效内容分发方法技术

一种基于多对多匹配博弈的B5G(Beyond5G)/6G全解耦蜂窝车联网高效内容分发方法，1)控制基站收集并存储所有基站位置、资源等信息，以及道路拓扑等不随时间变化的信息，基站实时获取车辆相关信息，包括车辆位置、速度、数据请求等，再将车辆的信息传给控制基站，控制基站将收集到的信息进行整合处理；2)控制基站根据获取的车辆信息预测车辆未来位置，再进行系统建模，执行车辆内容分发算法VCD，得到基站服务内容分发方案，向基站传输控制信息，为每个请求内容的车辆分配多个基站；3)每个基站根据控制基站发送的控制信息，从边缘云中获取车辆请求的数据内容，将内容分发给对应的请求车辆，完成内容分发。完成内容分发。完成内容分发。

【技术实现步骤摘要】
一种面向B5G/6G全解耦蜂窝车联网的下行高效内容分发方法


[0001]本专利技术属于车联网
，涉及基于多对多匹配博弈的B5G/6G全解耦蜂窝车联网高效内容分发方法。

技术介绍

[0002]随着5G在世界范围内的商业部署，万物互联时代来临，已步入下一代移动通信系统(6G)研发元年，其中车联网被认为是重要组成部分。车联网是一个由车辆信息、道路信息、基础设施信息等构成的超大网络，能够对车联网中的车辆进行监管，也可以为车联网用户提供各种各样的服务。作为万物互联的关键部分，车联网将起到重要的作用，包括减少交通拥堵、高效交通管理、提供信息娱乐等。许多研究者为车联网研发了很多关于道路安全、娱乐的应用，这可以为车联网用户提供更好、更加便利的服务，及时向车辆用户发布道路安全预警信息，避免交通拥堵或是提醒司机小心行驶；这还可以帮助交通管理部门更好掌握实时交通情况，实现智能交通；除了保障道路行驶安全，这些应用还可以为车辆用户提供休闲娱乐服务，使得旅途更加轻松、愉快。这些应用可以有效保障道路安全，大大提升交通运行效率，而且可以提升车联网用户的舒适度、便利性，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多对多匹配博弈的B5G(Beyond 5G)/6G全解耦蜂窝车联网高效内容分发方法，其特征在于：所述的内容分发方法包括以下步骤：步骤1：控制基站收集并存储所有基站位置、资源等信息，以及道路拓扑等不随时间变化的信息，基站实时获取车辆相关信息，包括车辆位置、速度、数据请求等，再将车辆的信息传给控制基站，控制基站将收集到的信息进行整合处理；步骤2：控制基站根据获取的车辆信息预测车辆未来位置，再进行系统建模，执行车辆内容分发算法(Vehicle Content Distribution Algorithms，VCD)，得到基站服务内容分发方案，向基站传输控制信息，为每个请求内容的车辆分配多个基站；步骤3：每个基站根据控制基站发送的控制信息，从边缘云中获取车辆请求的数据内容，将内容分发给对应的请求车辆，完成内容分发。2.如权利要求1所述的一种基于多对多匹配博弈的B5G/6G全解耦蜂窝车联网高效内容分发方法，其特征在于：多基站服务车辆内容分发方法；为满足车联网用户个性化内容的请求，为每辆车分配多个基站来服务，以此来满足车辆对大量数据的需求。3.如权利要求1所述的一种基于多对多匹配博弈的B5G/6G全解耦蜂窝车联网高效内容分发方法，其特征在于：由于车辆的高移动性，为了尽可能减少基站切换，不仅考虑车辆与基站的当前信道容量，而且通过简单预测车辆在未来时间的位置，考虑车辆在未来时间的信道容量情况；具体如下：车辆用户集合设为V＝{V1，V2，...，V
i
，...，V
M
}，其中i表示车辆的标识号，M是的车辆数量；基站集合设为B＝{B1，B2，...，B
j
，...，B
K
}，其中j表示基站的标识号，K表示基站的数量，每个基站对应的子信道数量集合为S＝{S1，S2，...，S
j
，...，S
K
}，S
j
表示基站B
j
拥有S
j
个子信道；构建大小为M
×
K的矩阵A(t)来表示在t时刻下车辆与基站之间的关系，矩阵A(t)中的元素a
i，j
∈{0，1}，a
i，j
＝1表示基站B
j
为车辆V
i
服务，a
i，j
＝0表示基站B
j
不为车辆V
i
服务；在t时刻时，车辆V
i
连接多个基站的信道容量之和为其中C
i，j
是车辆V
i
与基站B
j
之间的信道容量；在做内容分发时，考虑到车辆的移动性，在设计车辆的效用函数时，将预测未来一段时间(例如未来N个时间间隔，预测时间间隔记为τ)内车辆的位置，计算未来车辆与基站的信道容量，假设未来N个时间间隔内基站服务内容分发方案不变，把车辆在当前和N个时间间隔的未来平均传输速率作为该车辆在t时刻的效用即：在t时刻时，基站B
j
可实现的信道容量总和为与车辆效用一样，假设未来N个时间间隔内基站分配不变，将当前和未来N个时间间隔
内的平均信道容量，作为基站在t时刻的效用函数即：将所有车辆用户的效用总和作为系统的效用函数U
total
，即：4.如权利要求1所述的一种基于多对多匹配博弈的B5G/6G全解耦蜂窝车联网高效内容分发方法，其特征在于：关注车辆公平性问题，设置车辆最多接入基站的数量，避免出现过多基站服务同一辆车而导致没有基站服务部分车辆的极端情况；具体如下：为了用户公平性，每辆车最多连接b个基站，即5.如权利要求1所述的一种基于多对多匹配博弈的B5G/6G全解耦蜂窝车联网高效内容分发方法，其特征在于：将内容分发问题转化为多对多匹配问题，具体如下：考虑车辆用户集合V和基站集合B，这两个参与者集合都是自私和理性的，试图最大化他们自己的利益；基站分配是由控制基站来决定的，控制基站可以通过执行算法来获得基站分配方案，将车辆用户和基站视为自私和理性的参与者；因为控制基站掌握所有车辆用户和基站的信息，而且是由控制基站来执行算法，那么就可以看作每个参与者都可以在没有额外通信成本的情况下彼此交换信息，即每个参与者都拥有所有参与者的完整信息；如果基站B
j
被分配给车辆V
i
，那么V
i
和B
j
相互匹配，并形成匹配对；匹配就定义为将集合B中的基站分配给集合V中的车辆用户，表示如下：给定两个不相交的集合，V＝{V1，V2，...，V
i
，...，V
M
}为车辆用户集合，B＝{B1，B2，...，B
j
，...，B
K
}为基站集合，多对多匹配Ψ是集合V∪B∪{0}到V∪B∪{0}的所有子集的集合的映射，这样每个V
i
∈V和B
j
∈B有：(1)(2)(3)|Ψ(V
i
)|≤b；(4)|Ψ(B
j
)|≤S
j
；(5)其中，Ψ(V
i
)表示的是与车辆V
i
配对的基站集合，Ψ(B
j
)表示的是与基站B
j
配对的车辆集合，表示的是与车辆V
i
配对的基站集合是集合B的子集，表示的是与基站B
j
配对的车辆集合是集合V的子集，|
·
|表示的是集合元素的个数，B
j
∈Ψ(V
i
)表示的是基站B
j
是与车辆V
i
配对的基站集合中的元素，V
i
∈Ψ(B
j
)表示的是车辆V
i
是与基站B
j
配对的基站集合中的元素，表示的是等价关系；条件(1)表示每个车辆用户与基站子集匹配，条件(2)表示每个基站与车辆用户子集匹配，考虑到基站的服务能力和车辆用户公平性，设置了条件(3)和(4)；上述匹配博弈是一个多对多匹配博弈，会出现同伴效应；
受同伴效应的影响，匹配博弈的结果很大程度上取决于参与者之间的动态交互；为了更好地描述每个参与者的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海波，季香杰，钱博，张天祺，陆子怿，李易凡，黄晓林，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：