[發明專利]基于流體力學的車聯網數據流網絡模型的車輛自組織網網絡容量計算模型構造方法

有效

• 申請號: 201710650197.7
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107592212B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 程久軍;黃震華;劉春梅
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

基于流體力學的車聯網數據流網絡模型的車輛自組織網絡容量計算模型構造方法，其特征在于，利用與網絡容量相關的網絡特性的描述方程，推導出車輛自組網網絡容量計算模型。從而可以從理論角度指導車聯網應用的設計與運行，為評價網絡協議的高效性提供指標。同時也可以讓我們更深入地理解車聯網的基本性質，改善車聯網網絡性能，為車聯網大規模容量的提高提供了理論基礎。

技術領域

本發明涉及車聯網領域。

背景技術

由于車輛節點通信時共享無線網絡資源，所以節點間同時傳輸數據會相互干擾，降低通信質量。由此可知，車聯網的網絡容量，即車聯網能夠承載的最大的數據量是有限的。車聯網應用服務的實施需要通過車聯網交換大量的數據，只有當車輛節點的發送速率達到一定值后才能正常運行。但是若節點發送的數據超過了車聯網能夠承載的極限，會大量地出現擁塞和丟包的現象，甚至還有可能導致整個網絡癱瘓。由此產生一個自然而基本的問題：車聯網能夠提供多大的網絡容量？人們迫切地需要一個能夠準確評估車聯網網絡容量的計算模型來指導車聯網應用的設計和運行。目前對車聯網網絡容量的研究只是分析了車聯網的網絡容量與網絡規模的漸進關系，該研究結果只反映了車聯網在網絡規模趨于無窮大時所具有的網絡容量，而不能準確計算某個具體場景下車聯網所具有的網絡容量，其并不能作為衡量網絡容量的指標。

網絡容量是評價網絡性能的一個重要指標。車聯網應用服務的實施需要通過車聯網在車輛節點間交換大量的數據，但根據CSMA/CA機制，距離較近的節點同時發送數據會發生碰撞，導致數據傳輸失敗，這說明車聯網的網絡容量是有限的，車聯網應用隨意地發送數據可能會導致整個網絡癱瘓。對車聯網網絡容量的研究，是車聯網研究的關鍵問題之一，一個能夠嚴格評估不同網絡規模下車聯網網絡容量的計算模型可以指導應用的設計與運行，并為評價具體協議的高效性提供指標。

發明內容

本發明是利用《表征車聯網復雜網絡特征的基于流體力學的數據流網絡模型方法》(申請人：同濟大學，專利申請號201710303301.5)此專利申請的數據流網絡模型，對車聯網自組織網絡容量的計算模型進行深入研發。

本發明目的在于公開一種車輛自組織網網絡容量計算模型構造方法，對車聯網自組織網絡容量計算模型構造方法進行深入系統的研究，從而從理論角度指導車聯網應用的設計與運行，為評價網絡協議的高效性提供衡量指標。

為此，本發明給出以下技術方案實現：

本發明研究方法，其特征在于，基于目前已有關于車聯網網絡容量的研究只是分析了網絡容量關于網絡規模的漸進行為，缺乏能夠準確評估車聯網網絡容量的計算模型等問題，基于提出的表征車聯網復雜網絡特征的基于流體力學的數據流網絡模型(在先專利申請已披露，專利申請號201710303301.5)，利用與網絡容量相關的網絡特性的描述方程，推導出車輛自組織網網絡容量計算模型，從而可以從理論角度指導車聯網應用的設計與運行，為評價網絡協議的高效性提供指標。同時也可以讓我們更深入地理解車聯網的基本性質，改善車聯網網絡性能，為車聯網大規模容量的提高提供了理論基礎。

一種基于流體力學的車聯網數據流網絡模型的車輛自組織網網絡容量計算模型構造方法，其特征在于，包括兩部分，

一、給出車輛自組織網網絡容量定義

(1)車輛自組織網聚合網絡容量：對于一個有n個車輛節點的車輛自組織網絡，其通過車輛節點間多跳轉發數據，若存在一種傳輸方案，使得在時間[it,(i+1)t]內，整個車輛自組織網絡成功傳輸的數據量為tT(n)bits，那么在該時間段內，車輛自組織網絡的平均聚合網絡容量為T(n)bits/sec。聚合網絡容量是車輛自組織網絡中所有車輛節點網絡容量的總量。

(2)車輛自組織網網絡容量：對于一個有n個車輛節點的車輛自組織網絡，其通過車輛節點間多跳轉發數據，若其聚合網絡容量為T(n)bits/sec，且車輛節點發送數據事件滿足獨立同分布，則車輛自組織網網絡容量為T(n)/nbits/sec。