[發明專利]VANET中基于P2P?BT的多媒體合作共享方法

有效

• 申請號: 201310204781.1
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103763334B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 吳迪;陳娜;譚國真
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種VANET中基于P2P-BT的多媒體合作共享方法，其特征在于，該方法主要包括兩個主要部分：

第一部分：VANETs層次架構的建立；

第二部分：基于P2P-BT機制的多媒體合作共享方法，包括基于分布式Tracker服務器的多媒體文件查詢算法和基于間接互惠的樹狀回傳算法，

其特征在于如下步驟：

(1)VANET層次架構的建立

根據城市VANET中車輛的運動特點將網絡中節點分為三類節點：車輛car、公交車bus和路邊單元RSU節點；將城市VANET在邏輯上分為四層：car層、bus層、RSU層和Internet層；car既與通信范圍內的car相互通信共享多媒體文件，也與通信范圍內的bus進行通信；同樣，bus既能夠與通信范圍內的car通信，接收car控制消息，也能夠與通信范圍內的RSU交互，接入Internet獲得多媒體資源。此外，car與RSU之間也能夠進行通信。

(2)基于P2P-BT機制的多媒體合作共享方法

1）基于分布式Tracker服務器的多媒體文件查詢算法

①如果car?A檢測到附近有bus，則發送M_Q給bus；接收到M_Q的bus會檢查本地列表，是否含有M.avi信息的原始簇Bc；如果有，bus則向car?A返回簇Bc內節點的節點信息；如果沒有，bus將向鄰居的bus詢問，直至查得到相應Bc簇，將簇內節點的節點信息返回給car?A；

②如果car?A附近沒有bus，但car?A在某一RSU覆蓋范圍內，則將M_Q發送給RSU；RSU檢查本地列表尋找相應的原始簇Rc，將Rc內節點的節點信息返回給car?A；如果沒有則直接通過RSU從Internet下載M.avi；

③car?A附近沒有bus并且處在RSU的盲區內，car就廣播M_Q給附近的車輛，附近車輛將查詢是否有M.avi；如果有則返回自己的節點信息；否則轉發M_Q查詢附近bus或者RSU，返回查詢結構給car?A，進行資源預下載；

④car?A接收簇內節點的節點信息后，啟動基于間接互惠博弈的樹狀回傳算法；

如果car?A查詢時間超出Timer門限值，則認為網絡中沒有M.avi；此時car?A向覆蓋范圍內的bus發送請求下載信息，或通過RSU從Internet下載；

2）基于間接互惠博弈的樹狀回傳算法

算法的具體過程：假設有m個請求節點都在請求多媒體M.avi，集合為A={A₁,A₂,...,A_m}，M.avi的原始簇為S={S₁,S₂,...,S_n}，n是簇內車輛的總數；定義擴展簇S′，初始化階段，擴展簇S′=S。在樹狀回傳機制中，初始擴展簇S′中的每個節點代表根節點；根據A中車輛請求時間片的不同，劃分不同的回傳階段，相同階段車輛根據服務時間感知的選擇算法進行多線程選擇，選擇合適的車輛進行回傳；在回傳的初始階段，從根節點中進行選擇；回傳時根據間接互惠博弈模型進行參數更新，然后這些請求車輛加入簇S′；最后從A中刪除這些節點，成為被選擇節點，在接下來的回傳階段上傳資源給其他車輛；如此循環直到集合A為空，S′=SUA；

算法中采用到服務時間感知的選擇算法和間接互惠博弈模型如下：

①服務時間感知的選擇算法

使用類似于LET計算方法，考慮S′中車輛的負載來預測車輛之間的服務時間ST，φ={φ₁,φ₂,...}代表負載集合。對于任意車輛A_i∈A和負載為φ_i的S_j∈S'，傳輸半徑均為γ，坐標為(x_i,y_i)和(x_j,y_j)，速度分別為v_i和v_j，θ_i和θ_j代表運動方向，車輛A_i和S_j之間的預測服務時間為

STi,j=(a2+c2)-(ad-bc)2-(ab+cd)a2+c2×(1-1φj)---(1)]]>

在這里a=v_icosθ_i-v_jcosθ_j，b=x_i-x_j，c=v_isinθ_i-v_jsinθ_j，d=y_i-y_j。和簇S'所有車輛的服務時間計算完畢之后，A_i得到預測服務時間集合ST_i，從中選擇一個服務時間最大的節點進行傳輸，即Selecti=max∀Ai{STi};]]>

②間接互惠博弈模型

信譽評價標準和策略如表1；

表1信譽評估和策略

每個車輛維持一個離散的信譽系統R_i，R_i={γ_i,ND_i}。博弈模型使用一個四元組表示(V,P,R,U)。V代表參與者集合，是所有請求車輛和擁有相應多媒體資源的車輛；P是被請求車輛的策略，P=(C,D)；R是信譽系統集合；U是每個車輛的效用函數；

車輛x在選擇車輛s合作傳輸資源的時候，車輛s會向車輛x收取單位資源的費用，用price(s,x)表示：

price(s,x)=c(1+NDXγx+NDX)---(2)]]>

c為基本的資源收費標準。此時車輛s因貢獻這些單位資源而獲得收益U=price(s,x)；

假設請求車輛i選擇了簇中的車輛j進行傳輸，并且其信譽組合為γ_jγ_i。車輛j的信譽系統為

Rj=(γj+1,NDj)γjγi∈(GG,BG,BB),pj=C(γj-NDj,NDj+1)γjγi∈(GG,BG,BB),pj=D,γj>NDj(0,NDj+1)γjγi∈(GG,BG,BB),pj=D,γj≤NDj(γj,NDj)γjγi∈(GB),pj=D---(3)]]>

③博弈模型的有效性分析

PP=c(1+NDsγs-NDs+NDs+1)-c(1+NDsγs+1+NDs)=c(1γs+1+NDs2(γs+1)2+(γs+1)NDs)]]>

=c(1γs+1+NDs2(γs+1NDs)2+(γs+1)NDs)---(4)]]>

PP隨著γ_s的增加而增加，隨著ND_s的增加而減小；激勵車輛合作，積極轉發消息并貢獻自己的資源。