[发明专利]VANET中利用演化博弈来激励停靠车辆合作转发进行分析建模的方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及到在VANET(vehicle Ad Hoc Network，车联网)中利用演化博弈理论的激励机制对路边停靠车辆的合作转发进行分析建模的方法。给出了两种不同场景下构建演化博弈模型的方法，能够通过对成本和收益的分析论证，保证路边停靠车辆都积极合作转发，为其余车辆提供多媒体服务。

背景技术

在VANET中，通过RSU(Road Side Units,路侧单元)的设置来进行多媒体服务是一种流行的方式，但是RSU设置花费较大，还有在RSU稀疏的情况下，延迟也是不容忽视的。为此，研究人员通过基于V2V(Vehicle To Vehicle,车到车)的通信来进行多媒体服务，但是VANET的这种高度移动性，间断性连接等独有的特点，使得这种方式也不稳定。因此利用路边停靠车辆进行庞大的多媒体服务倍加引起重视，场景如图1所示。

现阶段在VANET中对停靠车辆的研究主要存在的问题是着重研究怎么利用停靠车辆或者是怎么管理停靠车辆进行多媒体的服务，假设停靠车辆都是积极合作的。而没有考虑停靠车辆提供服务和接受消息都是要花费能量，正是这种花费可能导致车辆不合作。也就是忽略了停靠车辆的自私性。例如：(1)在城市场景的VANET中，把停靠车辆看成是静止的节点接入VANET(Nianbo liu，Ming liu，“PVA in VANETs Stopped Cars Are Not Silent”，2011，INFOCOM.)。(2)一种管理停靠车辆的集群方法(Nianbo liu，Ming liu，“The sharing at roadside Vehicular content distribution using parked vehicles”，2012，INFOCOM.)。(3)路边停靠车辆的一个应用，利用路边停靠车辆及时发现在拐角处，被障碍物挡住的车辆，有效的防止交通事故的发生(Huibin Feng,Shunyi Zhang,Chao Liu,Junrong Yan,Ming Zhang,“P2P Incentive Model On Evolutionary Game Theory”,2008,WiCOM.)。

发明内容

本发明要解决的问题是在城市允许停靠车辆的道路中，在服务不对称的情况下，通过演化博弈的方法，提出激励机制，激励停靠车辆合作转发，从而实现所有停靠车辆都提供多媒体服务。

本发明的技术方案如下：

通过对路边停靠车辆的场景分析，得出此场景符合演化博弈的基本特征：第一停靠车辆并不固定，它是随着时间变化的一个群体。第二影响停靠车辆选择合作的因素并不唯一，同时通过演化过程可以达到一定的规律性。第三是停靠车辆的选择过程，具有一定的惯性，也就是说通过博弈，当多次选择合作的时候，以后都会合作。所以这里我们采用演化博弈的方法，来分析影响合作因素的激励机制。本专利将影响合作因素归为两大类，一为成本，包括电量消耗、电瓶损耗等。二为收益，包括个人声誉值、出行满意度等。通过对成本收益的演化分析来激励停靠车辆积极合作。

本发明的具体步骤如下：

分为两种情况：第一种是停靠的车辆在一定时间内是静止的，也就是把停靠车辆看成是密集、廉价、少资源的类似RSU。第二种是有些停靠车辆是在一定时间内静止不动的，但是还有一部分车辆是即走的。

在这两种情况下，对第一种情况我们利用单群体的演化博弈(SCEGT)激励机制，来激励停靠车辆的合作；对第二种情况我们利用多种群的演化博弈，其中停靠的车辆为一个种群，即走的车辆为另外一个种群，提出一种多群体的演化博弈(MCEGT)激励机制，激励其合作。

模型描述:

A系统模型

在VANET中，常常研究的是V2V以及V2R(Vehicle To Rode Side Unit)这两种通信方式。常把VANET看作是车辆集合的网络，每辆车辆配备有通信设备，允许不同车辆间的基于802.11p协议的通信。本发明中主要考虑的是V2V的通信。特别地，是在城市中，允许停车的道路的场景下，移动车辆和停靠在路边的车辆之间的通信。有两种通信模型：