[发明专利]一种基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法

权利要求书

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；

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；

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z_a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C_MIMO，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：

C_MIMO＝log₂(1+γ)＝lb(1+γ)；

当C_MIMO≥R时可视为正常通信，当C_MIMO＜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，k_a为待选的中继节点，p_i为源节点发射功率，中继节点发射功率，为σ²为加性高斯白噪声功率，H_i,j为源节点与目的节点之间的信道增益，为中继节点与目的节点之间的信道增益；

信道信噪比γ概率密度函数f_H(x)表示为：

对概率密度函数f_H(x)进行积分处理，得概率函数F(x)：

由此可知空地一体化车联网中发生通信中断的概率为：

因此，空地一体化车联网中正常通信的概率为：

对于空地一体化车联网而言，网络中仅有两种状态，即正常通信和通信中断，将空地一体化车联网的网络状态定义为θ，θ表示为：

而状态转移采用马尔科夫链进行表示，状态转移概率P_i,j表示为：

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。

3.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。