[發(fā)明專利]車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)內(nèi)通達(dá)性方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910172076.5
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109862537B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程久軍;原桂遠(yuǎn);李湘梅;鐘計東
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W40/24;H04W40/32;H04W84/18
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

由于車聯(lián)網(wǎng)中車輛節(jié)點快速移動與車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓邉討B(tài)變化，車聯(lián)網(wǎng)易發(fā)生數(shù)據(jù)聚集與延遲等現(xiàn)象，從而很大程度上給車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連通并穩(wěn)定帶來巨大的挑戰(zhàn)。然而，一個良好的車聯(lián)網(wǎng)路由策略不僅需要保持網(wǎng)絡(luò)的快速連通，而且需要保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，即保證網(wǎng)絡(luò)的通達(dá)性。因此分析和理解車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)內(nèi)部通達(dá)是一個急需解決的問題。本發(fā)明針對以上問題，為了探測車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)內(nèi)部連通并保持穩(wěn)定，給出車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)內(nèi)通達(dá)性方法，該方法利用學(xué)習(xí)自動機(jī)理論，通過部署在社區(qū)節(jié)點間的信息交換與競爭，設(shè)置相應(yīng)的激勵函數(shù)和懲罰函數(shù)，自適應(yīng)調(diào)整不同路由的轉(zhuǎn)發(fā)概率，達(dá)到納什均衡狀態(tài)，從而實現(xiàn)從整體上優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸，提升車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性的目的。

本發(fā)明是在程久軍等發(fā)明人于2019年3月1日申請的《車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)動態(tài)演化方法》(申請人：同濟(jì)大學(xué)，專利申請?zhí)?01910155584 2))在先申請專利文獻(xiàn)的進(jìn)一步研究和開發(fā)，該在先專利文獻(xiàn)可以視為本發(fā)明說明書的一部分。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)內(nèi)通達(dá)性方法。

背景技術(shù)

通達(dá)性是網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通最重要的特性之一，主要包括網(wǎng)絡(luò)中的連通性和穩(wěn)定性。連通性主要是解決網(wǎng)絡(luò)中點對點路由是否可達(dá)；穩(wěn)定性的重點則在于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和路由策略，避免因信息擁塞以及傳輸延遲等帶來的網(wǎng)絡(luò)效率問題。下面從車聯(lián)網(wǎng)通達(dá)性方法中連通性和穩(wěn)定性兩個側(cè)重點分別進(jìn)行說明。

(1)連通性

車聯(lián)網(wǎng)的連通性研究分為定性分析和量化度量分析。定性分析通常指車輛在道路上的分布情況或車聯(lián)網(wǎng)固有特性對連通性的影響，而量化度量則是通過比較平均數(shù)據(jù)延遲或丟包率等指標(biāo)研究不同連通策略的具體優(yōu)劣。Jin等人將車輛在道路上的分布視為泊松分布，結(jié)合車輛道路約束的特性來研究車輛密度和通信范圍對連通性的影響。文獻(xiàn)中進(jìn)一步在車輛節(jié)點符合泊松分布的基礎(chǔ)上，采用二維隨機(jī)圖模型進(jìn)行建模，定性和定量分析車輛密度與最小無線傳輸距離的關(guān)聯(lián)程度，并據(jù)此為車聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵節(jié)點的位置部署提供指導(dǎo)。此外，在第一章中提到的MCEGR方法是對車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)內(nèi)與社區(qū)間連通性的折中，但存在的問題是MCEGR是一個兩跳路由方法，社區(qū)規(guī)模不是很大，適用范圍有限。

(2)穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是保證車聯(lián)網(wǎng)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)快速變化的自組織網(wǎng)絡(luò)持續(xù)連通的關(guān)鍵指標(biāo)之一，是車聯(lián)網(wǎng)通達(dá)性的重要組成部分。有關(guān)基于社區(qū)演化的通達(dá)性方案，社區(qū)的穩(wěn)定性是關(guān)注的重點。Morales等人提出了一種車載網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)社區(qū)聚類算法，該算法根據(jù)車輛節(jié)點運動軌跡、當(dāng)前速度與位置、道路情況等來預(yù)測下一時刻車輛節(jié)點的位置，并結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c預(yù)測后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋪磉M(jìn)行社區(qū)劃分，考慮了網(wǎng)絡(luò)未來變化的趨勢，提高了社區(qū)的持續(xù)時間和穩(wěn)定性。

綜上所述，這些方法在連通性和穩(wěn)定性方面存在的問題是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大且拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高動態(tài)變化時，由于缺乏自適應(yīng)的路由，可能因為部分連接丟失而不能快速恢復(fù)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)連通性不足，也可能因為數(shù)據(jù)聚集導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，造成部分節(jié)點超過通信負(fù)載上限而無法正常工作，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不佳。針對以上問題，本發(fā)明在(程久軍等發(fā)明人于2019年3月1日申請的《車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)動態(tài)演化方法》(申請人：同濟(jì)大學(xué)，專利申請?zhí)?019101555842)研究車聯(lián)網(wǎng)動態(tài)社區(qū)演化機(jī)制可實時得到車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出一種基于學(xué)習(xí)自動機(jī)的車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)內(nèi)通達(dá)性方法(Community Accessibility Scheme forVehicle Networking based on Learning Automata,CAVN-LA)。CAVN-LA將學(xué)習(xí)自動機(jī)理論應(yīng)用到車聯(lián)網(wǎng)社區(qū)內(nèi)，通過部署在社區(qū)節(jié)點的學(xué)習(xí)自動機(jī)間信息交換與競爭，自適應(yīng)調(diào)整不同路由的轉(zhuǎn)發(fā)概率，從而達(dá)到從整體上優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信的目的，提升車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：