[发明专利]一种面向车联网的异构运营商区块链频谱动态共享方法

说明书

一种面向车联网的异构运营商区块链频谱动态共享方法，基于异构运营商频谱区块链系统，步骤为：对系统进行初始化，联盟节点收集具有频谱要求的所有车辆用户和多个无线服务提供商的基站的信息；每个车辆用户和WSP都有一对公钥和私钥，当车辆用户和WSP进行频谱交易时将使用它们；开始频谱分配，车辆用户选择初始订阅WSP，联盟节点整合多个WSP的频谱资源，采用进化博弈的方法完成多WSP的频谱分配；在快速收敛的条件下，保证了频谱资源分配的合理性和公平性；区块生成与利润分配，将频谱交易数据打包成区块，交易结果以各联盟节点的分布式账本的形式分布存储。智能合约自动分配与频谱对应的利润。

技术领域

本发明属于车联网技术领域，涉及车联网下的基于演化博弈频谱共享区块链框架的构建的相关方法，尤其是面向车联网的异构运营商区块链频谱动态共享方法。

背景技术

随着5G时代的到来，车联网已逐渐普及，车联网用户之间的通信和信息服务将更加频繁，车载单元(OBU)数量的显著增加将产生更多的通信需求。如何在有限的无线频谱资源下，以高服务质量(QoS)保证来支持大量的车载用户是一个具有挑战性的问题。然而，一方面，无线服务提供商(WSP)的基站位置不均匀，不同区域的密度也不同。对于5G覆盖率降低的单个WSP来说，很难满足所有地区密集的车辆用户需求。随着频谱资源的稀缺和多个无线服务提供商(WSP)辅助的IoV(IOV一般指车联网。车联网的内涵主要指：车辆上的车载设备通过无线通信技术，对信息网络平台中的所有车辆动态信息进行有效利用，在车辆运行中提供不同的功能服务)环境中的通信问题将逐渐变得更加迫切。无线频谱资源的动态分配与调度是无线频谱共享与管理中的一个重要问题。然而，WSP缺乏一个中立的机构或可信的媒介，使得WSP之间缺乏信任，使得WSP之间的频谱资源分配难以实现。

随着科学技术的发展和进步，越来越多的研究者认识到进化博弈论是解决资源匹配或分配问题的有效工具，它以生物学中的自然选择理论为基础。进化博弈论不同于传统博弈论。进化博弈理论不要求参与者完全理性，也不要求完全信息，它只允许参与者在当前时刻选择最佳策略。借助进化博弈论，系统将以分布式的方式逐步趋于稳定和收敛。此外，对于区块链，它也引起了许多学者和开发者的极大关注。根据美国国家标准与技术研究院(NIST)，区块链是以分布式方式(即没有中央存储库)实现的不可变数字账本系统，通常没有中央权威机构。区块链以其安全性、可信任性和去中心化等优点，在物联网领域得到了广泛的应用。

Cheng N,Zhang N等人在《IEEE Transactions on Vehicular Technology》上发表的论文的Opportunistic Spectrum Access for CR-VANETs:A Game-TheoreticApproach使用博弈论建模车联网中的频谱接入过程。Pengfei,Wang,Boya等人在《IEEETransactions on Wireless Communications,2018.》Cellular V2X Communications inUnlicensed Spectrum:Harmonious Coexistence With VANET in 5G Systems使用匹配与优化理论来解决车联网频谱资源分配过程。Yuxiang Fu；Keiji Yoshikawa等人在2018IEEE88th Vehicular Technology Conference(VTC-Fall)发表了Optimal Primary ExclusiveRegion Design for Cognitive Radio VANETs on Multiple Roads，使用随机几何在车联网频谱分配应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，在多运营商WSP共存的场景的基础上提供了一种面向车联网的异构运营商区块链频谱动态共享方法。

本发明目的是通过以下技术方案实现的，一种面向车联网的异构运营商区块链频谱动态共享方法，基于异构运营商频谱区块链系统：