[發明專利]一種基于無人機輔助的車聯網信息傳輸方法

在審

• 申請號: 202011178451.6
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112367378A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 張若南;何亦昕;翟道森;唐曉;蔣毅
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于無人機輔助的車聯網信息傳輸方法，其特征在于，所述基于無人機輔助的車聯網信息傳輸方法將信息傳輸問題形式化為一個與狀態轉移概率和傳輸消耗相關的多目標優化問題，利用“存儲-攜帶-轉發”的機會傳輸方式進行傳輸，并設置狀態轉移概率來對原問題進行簡化，降低算法復雜度，最后，基于Q-learning技術，對所提出的多目標優化問題進行求解。

2.如權利要求1所述的一種基于無人機輔助的車聯網信息傳輸方法，其特征在于，所述一種基于無人機輔助的車聯網信息傳輸方法包括以下步驟：

第一步，構建基于無人機輔助的車聯網網絡模型和信息傳輸機制；

第二步，基于無人機輔助的車聯網網絡模型和信息傳輸機制，構建源節點到目的節點之間的狀態轉移概率模型；

第三步，基于無人機輔助的車聯網網絡模型和信息傳輸機制，構建源節點到目的節點之間的傳輸消耗模型；

第四步，基于源節點到目的節點之間的狀態轉移概率模型與傳輸消耗模型，構建基于無人機輔助的車聯網信息傳輸目標與優化條件；

第五步，基于無人機輔助的車聯網信息傳輸目標與優化條件，構建狀態轉移概率閾值；

第六步，基于無人機輔助的車聯網信息傳輸目標、優化條件與狀態轉移概率閾值，通過Q-learning技術求解，并構建信息傳輸方法。

3.如權利要求2所述的一種基于無人機輔助的車聯網信息傳輸方法，其特征在于，所述第一步構建基于無人機輔助的車聯網網絡模型和信息傳輸機制具體包括：

(1)在基于無人機輔助的車聯網中，車輛可與無人機進行信息雙向傳輸，網絡中任一通信節點均可作為中繼節點進行選擇，源節點可為網絡中任一通信節點，目的節點可為網絡中任一通信節點；

(2)無人機和車輛均可通過“存儲-攜帶-轉發”機制進行信息傳輸，“存儲-攜帶-轉發”機制的傳輸路徑可表示為：

path{i,j}＝{(t₁,i,r₁),...,(t_k+1,r_k,j)}； (S.1)

其中，i表示源節點，j表示目的節點，r_k表示第k跳的中繼節點，t_i表示第k跳的時刻；

在進行轉發消息的過程中，該機制可選擇車輛或者無人機作為中繼節點。當消息無法及時轉發到目的節點時，中繼節點可將該消息緩存在本地，直到遇到目的節點或其他中繼節點時再將消息進行轉發。

4.如權利要求2所述的一種基于無人機輔助的車聯網信息傳輸方法，其特征在于，所述第二步基于無人機輔助的車聯網網絡模型和信息傳輸機制，構建源節點到目的節點之間的狀態轉移概率模型具體包括：

(1)對基于無人機輔助的車聯網信道容量C進行定義：

C＝log₂(1+γ)＝lb(1+γ)； (S.2)

其中，γ表示信干噪比，可表示為：

其中，p_i表示源節點發射功率，表示中繼節點發射功率，表示高斯白噪聲功率，表示源節點到目的節點信道增益；

(2)基于無人機輔助的車聯網信道可視為瑞麗衰落信道，因此信干噪比γ的概率密度函數PDF可表示為：

f_H(x)＝-λxe^λx； (S.4)

其中，λ表示率參數，x～E(λ)，λ可表示為：

對式(S.5)進行積分，可得：

根據式(S.6)，可得通信中斷概率P_int與正常通信概率P_nor為：

其中，R表示源節點信息傳輸速率；

(3)根據式(S.7)、(S.8)可定義基于無人機輔助的車聯網網絡狀態為：

(4)基于馬爾科夫鏈，定義源節點到目的節點之間的狀態轉移概率為：