[發明專利]利用車輛自組網絡減少3G共享數據下載的方法及系統

有效

• 申請號: 201310020225.9
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103118381A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 陳超;朱燕民
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W8/18;H04W84/18
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明關于一種3G數據下載的方法及系統，特別是涉及一種利用車輛自組網絡減少3G共享數據下載的方法及系統。

背景技術

車輛網絡是近年來新興的網絡，各國用于車輛網絡的Dedicated?Short?RangeCommunications(專用短程通信技術)的標準也在制定和改善中。車輛自組織網絡是由車輛節點組成，通過車輛上安裝的無線通信設備進行無線通信，收發數據以實現車輛間、車輛與固定基礎設施間的多跳無線通信，構建成一個能夠完成點到點通信的無線移動網絡。在該網絡中，每輛車都是整個網絡的路由節點，因此實現整個城市中車輛的互聯。車輛網絡的缺點是覆蓋范圍小，網絡連接情況不穩定，傳輸時延高。優點是花費基本可以忽略，傳輸速率高。

第三代移動通信網絡(3rd-generation，3G)已經在當今被廣泛的使用。移動設備，如筆記本電腦、智能手機都配備3G模塊實現高速度、廣范圍的無線通信。3G通信具有通信范圍廣，速度快等優點。然而，由于資費較貴導致用戶不能隨意的下載而必須考慮資費問題。

多網絡混合網絡模型在學術和實踐領域被多次討論。這里討論的系統是3G、車輛混合網絡，車輛網絡中的車輛節點不僅可以通過短距離通信完成數據傳輸，還可以接入3G模塊進行數據下載(比如下載地圖更新信息等)。其解決如下場景的問題：車輛網絡中的一個子集合需要下載相同的數據，這類數據一開始只能通過3G網絡下載。由于3G下載需要支付運營商一定的費用，所以成本最高的方法是集合中的每一輛車通過3G各自下載，這種方法花費最大但是時延最小。另外一個方法是集合中的單個節點通過3G下載數據，然后再通過車輛網絡傳遞給集合中的其他車輛節點。這種方法雖然花費最小，但是由于車輛網絡傳輸延遲較高，導致部分節點不能在一定的時效內收到需要下載的數據。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明之目的在于提供一種利用車輛自組網絡減少3G共享數據下載的方法及系統，其結合車輛自組網絡輔助3G下載，實現既降低3G下載的花費，又滿足數據傳輸的時效要求的目的。

為達上述及其它目的，本發明提供了一種利用車輛自組網絡減少3G共享數據下載的系統，至少包括：

初始化模組，用于系統初始化，獲取車輛歷史相遇信息以及需要下載的數據信息，同時獲取需要這些數據的車輛集合；

執行次數確定模組，用于確定多階段策略需要執行的次數；

下載策略計算及處理模組，根據確定的執行次數，重復如下過程：基于車輛相遇的歷史信息，結合傳輸要求和當前傳輸情況計算下載策略，刻畫出3G下載的最優化問題，求解該優化問題并做出相應的下載決定，通過3G下載的數據再通過車輛網絡傳輸給需要該數據的車輛節點；以及

3G下載模組，在到達下載要求的時效限制的最后時刻之前，令所有未獲取數據的車輛節點通過3G網絡下載相應數據。

進一步地，該下載策略計算及處理模組還包括：

傳輸情況收集模組，用于收集傳輸情況；

權重更新模組，根據收集到的當前網絡的傳輸情況以及車輛節點本地緩存信息，更新待選種子節點的權重；

最優化問題刻畫模組，將下載問題規劃成最優化問題，目標是最小化通過3G下載的數據量，約束是每個車輛節點要在時間約束前獲取需要下載的數據，并求解該最優化問題，得到近似最優解；

數據傳輸模組，利用車輛自組網絡的傳輸能力，使用兩跳傳輸將數據在車輛網絡中傳輸。

進一步地，該傳輸情況包括每個車輛節點的緩存中需要傳輸的數據包的個數以及已經傳輸成功的數據包。

進一步地，該最優化問題刻畫模組通過如下方式將下載問題規劃成最優化問題：

最小化：Σui∈UΣpk∈PXi(k)]]>