[发明专利]车联网中基于联盟博弈和距离预测的车辆间数据传输方法

说明书

本发明公开了一种车联网中基于联盟博弈和距离预测的车辆间数据传输方法，主要解决现有车辆间P2P传输碰撞重传率高及无法适应城市环境的问题。其实现步骤是：1.根据当前时隙节点连接情况得到连接有向图；2.随机选择车辆获取其邻居节点及必要信息，计算其总效用；3.用车辆的不同连接方式构成策略集，通过对策略集的多次筛选得到非循环策略集，4.从非循环策略集中得到本地最佳策略应用于连接有向图，得到新的连接有向图，并判断其是否收敛：若收敛则依此更新各个车辆的连接状态，进行数据传输直到时隙结束，否则返回步骤2。本发明降低了碰撞重传率，加快了车辆获取完整数据的速度，可用于城市环境下基于地理位置的商业广告和安全通知。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及一种车联网中的数据传输方法，适用于城市环境下基于地理位置的商业广告和安全通知。

背景技术

车联网是一个极具应用价值的研究方向，车联网中每个车辆节点通过自主计算和相互通信，一方面能够显著提高车辆交通效率以及安全性，另一方面能提供多种信息服务可以提高行驶效率，满足乘客的舒适性和娱乐性要求，同时带来大量商机。车联网中的公共信息比如一些基于地理位置的商业广告、通知等，通过路边单元RSU分发给每个过路车辆OBU，但由于车辆快速移动以及无线环境不稳定等车联网特性，过路车辆常常无法在RSU的通信范围内完整接收需要获得的信息，需要车辆间相互传输已经获得数据，相互补足缺失的数据。如何结合车联网的特点找到适用城市环境的车辆间数据传输方法成为亟待解决的问题。

在互联网中P2P协议是一种已经被广泛运用的传输协议，其中的每台计算机既是资源的请求者又对其他计算机的资源作出响应，并且具有良好的扩展性和鲁棒性。Nanda等人在2003年发表的“Cooperative downloading in Vehicular ad-hoc wirelessnetwork”中首次将P2P内容传输协议应用于车联网的数据传输，但其提出的方案并不具有可扩展性，难以解决需要大量数据传输的车辆间数据传输问题。在解决无线网络中P2P问题的各种方案中，最简单的是非合作的方案，即车辆并不主动分享数据而是被动的回应其他车辆的数据请求，该方案开销小但易发生数据重复传输、碰撞等问题从而导致传输效率低下。

于是基于合作的方案被提出，即车辆能够主动分享所拥有的数据从而使得P2P更加高效。例如Tianyu Wang等人在2013年发表的“Coalitional Graph Games for PopularContent Distribution in Cognitive Radio VANETs”中就采用了基于合作的方案来解决通用内容的分发问题，其中还采用了联盟博弈方法对网络进行建模，联盟博弈作为一种有效的建模和分析理性参与人在合作环境下的行为的数学工具，能够很好的对车辆与其邻居车辆间的合作通信进行建模分析。但是该方法需要严格限制车辆相对位置，不允许车间距超出范围也不允许出现超车等行为，导致其实际应用场景具有很大的局限性，并不适用于城市车联网环境。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种车联网中基于联盟博弈和距离预测的车辆间数据传输方法，以减小数据重复传输和碰撞，提高传输效率，实现在城市复杂交通环境下通过特定地理位置的车辆对通用内容的完整获取。

本发明的技术思路是：采用基于合作的P2P传输方式，通过联盟博弈对该合作网络的通信连接拓扑进行建模，并采取车辆位置预测方案进一步优化合作模式，最终提高通用内容分发的成功率和速度，以在城市复杂车辆环境下进行车辆间的数据传输。其实现方案包括如下：

(1)将所要分发的数据包分为N个等大小的数据块，第i个数据块记为m_i，完整的数据块集合记为M＝{m₀,m₁,…m_i…,m_N}i＝0,1,…,N；

(2)在时隙t开始时刻，根据当前车辆和路边单元这些通信节点的连接方式，建立连接有向图其中υ是所有通信节点的集合，是t时隙网络中所有有向通信连接的集合；