[发明专利]一种车辆自组织网络中继车辆选择方法

摘要

本发明涉及一种车辆自组织网络中继车辆选择方法，属于无线通信技术领域。该方法针对VANET中多个源车辆(SVs)需选择中继车辆(RVs)进行信息转发问题，基于网络功能虚拟化(NFV)技术将各RV虚拟为多个虚拟中继车辆(VRVs)，进而采用网络微积分理论建模SV的业务到达曲线和RV的服务曲线，评估SV的业务经各VRV的传输性能，并基于SV的QoS需求选择具有最优传输性能的VRV，从而实现RV的优化选择。本方法能够实现系统综合性能优化，获得最佳虚拟RV选择方案，具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种车辆自组织网络中继车辆选择方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：针对VANET中多个源车辆SVs需选择中继车辆RVs进行信息转发问题，基于网络功能虚拟化(NFV)技术将各RV虚拟为多个虚拟中继车辆VRVs；步骤二：采用网络微积分理论建模SV的业务产生曲线和VRVs的服务曲线；步骤三：评估SV的业务经各VRV的传输性能；步骤四：基于SV的QoS需求选择具有最优传输性能的VRV，从而实现RV的优化选择；在步骤一中，VANET中车辆之间链路特性服从级联Nakagami‑m分布，信道特性h₁的概率密度函数为：其中，m₁、m₂表示信道的衰落强度，m₁,为Meijer G函数，m_l＝Ω_l/E(h_l‑Ω_l)²≥1/2,l＝1,2，Ω_l为信道h_l的平均功率；Γ(m₁)、Γ(m₂)分别为以m₁及m₂为参数的Gamma函数；基于SV的QoS需求，采用NFV技术，将各RV的传输及存储资源进行切片，划分为多个VRVs，以支持具有不同业务特性的数据流传输；在步骤二中，令α_i(t)为第i个SV的业务产生曲线，其中，1≤i≤M，M为SV的数目，采用IETF所提出的流量特性规范建模其中，r_i^(m)为数据包产生的峰值速率，为正常传输情况下最大数据包长度，r_i^(a)为数据包产生的平均数据速率，为突发业务对应数据包长度；假设数据包到达服从泊松分布，可建模最大数据速率为其中，L_i为SV_i的数据包长度，λ_i^a为SV_i的数据包平均到达率，则数据包到达的平均数据速率为r_i^(a)＝λ_i^aL_i，最大的数据包长度由SV_i业务特性决定，突发数据包大小由SV_i业务突发状况确定；为SVi的数据包最大到达率；在步骤二中，所述VRVs的服务曲线建模包括：令β_j,k(t)为第j个RV，也即RV_j的第k个VRV，记为VRV_j,k的服务曲线，其中，1≤j≤N，N为RV的数目，1≤k≤K_j，K_j为RV_j的VRV的数目，建模β_j,k(t)＝r_j,k(t‑θ_j,k)⁺，其中，(x)⁺＝max{x,0}，r_j,k表示VRV_j,k的服务速率，建模VRV_j,k的服务时间服从的指数分布，其中，μ_j,k常数，由VRV_j,k的带宽及处理能力决定，则VRV_j,k服务速率可记为r_j,k＝mμ_j,k，其中，m为权重因子，θ_j,k为处理延时，由VRV_j,k的邻居车辆数目决定，即：其中，T_s为数据成功传输时间，T_c为平均信道繁忙时间，N_w为接入VRV_j,k的总用户数，τ为用户的传输概率，σ为空闲时隙的持续时间；在步骤三中，所述评估SV的业务经各VRV的传输性能包括：若具有到达曲线α_i(t)的SV_i的数据经VRV_j,k转发，则数据有效传输带宽为其中D为时延约束，为SV_i到RV_j的中断概率，ψ_th1为链路信干噪比门限值；N₀为链路噪声功率；E_s为：发送信号功率；数据最大服务时延为sup{inf{}}为函数水平方向最大偏差值；T为数据包到达时间间隔；积压上界为：在步骤四中，若SV_i拟传输吞吐量敏感业务，令为SV_i的最低数据包传输速率，在满足的所有VRV中选择其中，若SV_i拟传输时延敏感性业务，令为SV_i的最大可允许延时，在满足的所有VRV中选择其中，