[發明專利]一種基于區塊鏈的無人機輔助車聯網頻譜分配方法

在審

• 申請號: 202111334196.4
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114173419A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 彭澤鑫;蘇啟迪;張國斌;韓國軍;任斌
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;東莞理工學院
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W4/42;H04W4/40;H04L67/104;H04W28/04;H04L1/18;G06N3/04;G06N3/08;G06N20/00
• 代理公司: 北京匯彩知識產權代理有限公司 11563
• 代理人: 王鍵

1.一種基于區塊鏈的無人機輔助車聯網頻譜分配方法，其特征在于包含以下步驟，如圖1所示：

步驟一：構建UAV輔助的車聯網網絡，獲取車聯網網絡中的UAV數目、車輛數目、子信道數目、中斷概率和時延信息，并通過獲取的信息構建區塊鏈資源管理模型，為每個UAV節點配置一個可信節點列表，稱為唯一節點列表UNL；

步驟二：車輛接入的UAV節點為主節點，車輛向主節點提交頻譜請求，主節點設定優化問題并采用深度強化學習方法求解，得到車輛與UAV之間的通信頻譜和發射功率；

步驟三：主節點將請求事務廣播給唯一節點列表UNL上的UAV節點，UAV節點收到請求后，采用瑞波共識機制對請求事務執行智能合約和共識協議，唯一節點列表UNL中的UAV節點對交易進行投票，確認請求事務是否通過；

步驟四：將未通過的請求事務丟棄，對通過的請求事務，將所有車輛信息、交易記錄和時間戳打包到一個新的區塊中，并附加到區塊鏈上，廣播至所有UAV節點。

2.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的無人機輔助車聯網頻譜分配方法，其特征在于：所述UAV輔助的車聯網網絡由多個UAV和車輛組成，UAV數目為U，車輛數目為I，每個UAV在一個設定區域內飛行，作為空中基站協助車輛源節點和目標節點之間通信，UAV輔助通信鏈路為車輛提供高可靠性和低延遲的通信，系統頻譜在所有UAV之間共享，系統信道數目為N。

3.根據權利要求2所述的一種基于區塊鏈的無人機輔助車聯網頻譜分配方法，其特征在于：所述區塊鏈資源管理模型具體為：

針對UAV對車輛發送信息鏈路的下行傳輸系統，假定信息傳輸為周期性的數據包傳輸；考慮UAV在與車輛通信過程中，其它UAV會對此通信鏈路帶來干擾，UAV u與車輛在信道n的速率R_u,n可表示為

其中，p_u,n表示UAV u在信道n的傳輸功率，是UAV u在信道n對所接入車輛的信道增益，是UAV u'在信道n對其它UAV所接入車輛的信道增益，和由所有車輛的信道增益統計平均得到，σ²是高斯白噪聲功率。

當UAV和車輛之間的通信鏈路的信噪比低于γ₀時，UAV對車輛的通信傳輸將中斷；在任意時間周期，數據包沒有被成功發送的概率由中斷概率P_out,u表示，即信噪比小于γ₀的概率；中斷概率表達式為

其中，a_u',n表示UAV u'在信道n的分配變量。

假設Y_u表示UAV u的數據包的平均發送時間，當數據包在當前時隙未能成功發送時則重新發送，若重傳的次數未達到N，則在下一個時隙繼續重傳，若重傳次數已達到N，則選擇丟棄；假設每個時隙長度為T，Y_u的概率函數表示為

使用D_u表示平均發送時延，表達式為

其中，E{·}表示隨機變量的均值。