[發明專利]一種基于細胞吸引子選擇模型的車輛間視頻傳輸路由算法

在審

• 申請號: 201910294959.3
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110035466A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 王云鵬;田大新;張創;段續庭;周建山;鄭坤賢;趙元昊
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/04;H04W40/20;H04L29/08
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 蘇雪雪

本申請提供一種基于細胞吸引子選擇機制的車輛間視頻傳輸路由算法。該方法包括生成數據包，基于理想解法TOPSIS構建候選節點集，基于細胞吸引子選擇模型選擇下一跳節點。該算法能夠綜合考慮車輛的運動性能和通信性能，并且高效實時的反饋機制能大大提高路由對高速變化的車聯網狀態的自適應性，從而提升車聯網中視頻傳輸的效率和性能。

技術領域

本發明涉及車聯網通信技術領域，尤其涉及一種基于細胞吸引子選擇模型的車輛間視頻傳輸路由算法。

背景技術

隨著通信技術和計算機技術的發展，車聯網(InternetofVehicles，IoVs)近年來發展迅速。車輛自組織網絡(Vehicle Ad Hoc Networks，VANETs)作為車聯網的重要組成部分，已成為通信和交通領域的研究熱點之一。VANETs中文本消息的傳輸實現了多種功能，如協同避撞、車道變換輔助、交通事故信息廣播等。然而如今越來越多的司機不滿足于僅僅基于文本消息的應用，他們更傾向于基于視頻的生動的應用，例如獲得實時的交通警示視頻、遠程訪問道路視頻以及車輛之間的視頻共享。因此，車聯網中的車輛間視頻傳輸方法成為當今交通領域和通信領域的研究熱點。

在車聯網中，源節點通常遠離目的節點，且在數據傳輸過程中存在許多中間節點。因此，多跳路由協議的性能直接影響到數據傳輸的效率和質量。VANETs作為一種特殊的移動自組織網絡(Mobile Ad Hoc Networks，MANETs)，由于車輛的快速移動，VANETs較普通的MANETs具有更高的動態變化性。此外，當交通密度較低時，VANETs并不是每時每刻都處于完全連接狀態。由于VANETs的高動態性、連接頻繁斷開性以及承載數據量海量性，MANETs中一些依賴于維護端到端傳輸路徑的路由協議在無法適用于VANETs。此外，車聯網中每個車輛的狀態不同，其位置、速度和攜帶數據包數量都會對傳輸性能產生影響。因此，VANETs中的一些僅依靠車輛位置信息選擇下一跳節點的路由協議并不適用于車聯網中的視頻傳輸。

因此，如何找到一種適用于車聯網中的視頻傳輸的路由協議已成了急需解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種基于細胞吸引子選擇模型(Cellular AttractorSelection Model，CASM)的車輛間視頻傳輸路由算法。該算法能夠綜合考慮車輛的運動性能和通信性能，并且高效實時的反饋機制能大大提高路由對高速變化的車聯網狀態的自適應性，從而提升車聯網中車輛間視頻傳輸的效率和性能。VANETs與細胞所處的環境有一定程度的相似性，例如兩者都處于高速變化的狀態、VANETs中的路由算法及環境中的細胞都需要根據外界的變化改變自身的狀態從而適應該變化等。本發明將當前節點及通信范圍內的鄰居節點集視為一個細胞，鄰居節點集中不同車輛被選中為下一跳節點的狀態被視為細胞中不同信使RNA(mRNA)的表達情況。通過上述過程，本發明將車聯網中視頻傳輸路由協議的下一跳節點選擇規則映射到細胞吸引子選擇模型中，借助細胞對環境變化的高度自適應性來提高車聯網中視頻傳輸算法的性能。

本申請是通過如下技術方案實現的：

一種基于細胞吸引子選擇模型的車輛間視頻傳輸路由算法，其特征在于，該方法包括：

步驟1，生成數據包，所生成的數據包包括視頻需求數據包VDDP和視頻數據包VDP兩種；

步驟2，基于理想解法TOPSIS構建候選節點集；

步驟3，基于細胞吸引子選擇模型選擇下一跳節點。

進一步的，所述視頻需求數據包VDDP的生成流程包括如下步驟：

步驟1001，設置數據包格式DPT、VDDP包頭VDDP.H以及路由信息RI；

步驟1002，設置控制命令CC；

步驟1003，發送數據包，完成視頻需求數據包VDDP的生成；