車際通信傳輸延遲模型建立方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及車際通信領域，尤其涉及一種車際通信傳輸延遲模型建立方法及裝 置。
【背景技術】
[0002] 車載自組織網(wǎng)絡在道路安全和許多商業(yè)應用中有很大的潛在用途，比如：提醒司 機潛在的交通堵塞，向司機傳播緊急警告避免碰撞事故。當前多數(shù)車際通信的研究僅局限 于單跳或短程多跳通信，但是由于廣播范圍有限，只有接入點附近的車輛可以直接收到數(shù) 據(jù)，然而這些數(shù)據(jù)可能對遠處車輛里面的人有用。數(shù)據(jù)請求可能從距離廣播站點幾英里或 數(shù)十英里外發(fā)出，通過車載自組織網(wǎng)絡，請求者可以向廣播站點發(fā)送查詢并得到一個答復， 只要有答復某些應用可以容忍數(shù)秒甚至數(shù)分鐘的延遲。盡管這樣的服務目前可以通過無線 基礎設施(如3G網(wǎng)絡)實現(xiàn)，但服務提供商實現(xiàn)接入互聯(lián)網(wǎng)的成本以及手機用戶訪問數(shù)據(jù)的 費用很高，或者當相應的基礎設施不存在或者損壞時，這種信息請求可能無法實現(xiàn)。
[0003] 車輛的高移動性以及時間與空間維度上的車輛密度不均，導致多跳數(shù)據(jù)傳輸很復 雜。比如，農(nóng)村和夜間交通密度很低，人口稠密區(qū)域和高峰期交通密度很高。在稀疏連接的 網(wǎng)絡，端到端的連接很困難，而高移動性的車載網(wǎng)絡仍舊為移動車輛提供了移動時斷斷續(xù) 續(xù)的連接機會。在高速公路模型中，移動車輛建立一個幾跳的、短的通信路徑是極有可能 的，一個移動的車輛可以攜帶數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)發(fā)給下一個車輛。通過分程傳遞、攜帶和轉(zhuǎn)發(fā)，某 些允許時延的應用就可以不通過端到端連接，而被傳遞到目的地。
[0004] 車輛輔助的車際數(shù)據(jù)傳輸是基于攜帶和轉(zhuǎn)發(fā)的想法，高效地將數(shù)據(jù)包路由到目的 地并在一個合理的延遲內(nèi)接收應答。最重要的是通過最小的包轉(zhuǎn)發(fā)延遲選擇轉(zhuǎn)發(fā)路徑。當 路由不存在時，節(jié)點攜帶包；當新的接收器出現(xiàn)在它的范圍時，節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)包。與現(xiàn)有的攜帶、 轉(zhuǎn)發(fā)方案不同的是，它會利用車載網(wǎng)絡的可預測以及特定交通模式和道路布局導致的移動 特性。因此，需要在實際交通模式和道路布局環(huán)境中，根據(jù)車輛移動性，建立有效的數(shù)據(jù)包 轉(zhuǎn)發(fā)延遲的模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為此，需要提供一種車際通信傳輸延遲模型，解決車際通信傳輸延遲計算應用的 問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種車際通信傳輸延遲模型建立方法，其特征在 于，包括如下步驟，在路口 m與η間傳遞數(shù)據(jù)包，根據(jù)下列公式計算延遲D:
[0008] 其中d為預期的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)延遲，Pij為在Ii通過rij轉(zhuǎn)發(fā)包的概率;N(j)為一組Ij的 相鄰路口，
[0009] d滿足下列計算方式：
[0011]其中rij為從Ujlj的路徑；lij為rij的歐式距離;Pij為 rij的車輛密度;Vij為rij的車 輛平均速度;屯為Ujl通期的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)延遲;R指的是無線傳輸范圍，c是指單跳數(shù)據(jù)包 傳輸?shù)钠骄舆t。
[0012] 進一步地，還包括步驟，為每個相鄰路口的延遲D排序，并沿著最小延遲的路轉(zhuǎn)發(fā) 數(shù)據(jù)包，具體包括，在路口可用的通信范圍內(nèi)所有車輛中，向最小延遲的路上的汽車發(fā)送數(shù) 據(jù)包。
[0013] 進一步地，Pij的計算方法為：
[0017] -種車際通信傳輸延遲模型建立裝置，包括延遲計算模塊，所述延遲計算模塊用 于在路口 m與η間傳遞數(shù)據(jù)包，根據(jù)下列公式計算延遲D:
[0019]其中d為預期的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)延遲，Pij為在Ii通過rij轉(zhuǎn)發(fā)包的概率;N(j)為一組Ij的 相鄰路口，
[0020] d滿足下列計算方式：
[0022]其中rij為從Ii到Ij的路徑；lij為rij的歐式距離;Pij為rij的車輛密度;Vij為rij的車 輛平均速度;屯為Ujl通期的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)延遲;R指的是無線傳輸范圍，c是指單跳數(shù)據(jù)包 傳輸?shù)钠骄舆t。
[0023]進一步地，還包括數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)模塊，
[0024] 所述數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)模塊用于為每個相鄰路口的延遲D排序，并沿著最小延遲的路轉(zhuǎn) 發(fā)數(shù)據(jù)包；
[0025] 具體還用于，在路口可用的通信范圍內(nèi)所有車輛中，向最小延遲的路上的汽車發(fā) 送數(shù)據(jù)包。
[0026]進一步地，Pij的計算方法為：
[0030] 區(qū)別于現(xiàn)有技術，上述技術方案通過改進了車際通信傳輸延遲模型，能夠在車際 通信的情景下計算較遠距離外的傳輸延遲，通過估算傳輸延遲，決定在交互時的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn) 發(fā)策略，提高了車際通信的效率。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明【具體實施方式】所述的車際通信傳輸延遲模型建立方法流程圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明【具體實施方式】所述的車際通信傳輸延遲模型建立裝置模塊圖；
[0033] 圖3為本發(fā)明【具體實施方式】所述的車際通信傳輸延遲模型實例；
[0034]圖4為本發(fā)明【具體實施方式】所述的三角形通路圖；
[0035]圖5為本發(fā)明【具體實施方式】所述的已知邊界內(nèi)傳輸示意圖。
[0036] 附圖標記說明：
[0037] 200、延遲計算模塊；
[0038] 202、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)模塊。
【具體實施方式】
[0039] 為詳細說明技術方案的技術內(nèi)容、構造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合具體實 施例并配合附圖詳予說明。
[0040] 總體思路
[0041] 車載自組織網(wǎng)絡中的車際通信，是基于攜帶和轉(zhuǎn)發(fā)，高效地將數(shù)據(jù)包路由到目的 地并在一個合理的延遲內(nèi)接收應答。當路由不存在時，節(jié)點攜帶包；當新的接收器出現(xiàn)在它 的范圍時，節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)包。
[0042]雖然地理轉(zhuǎn)發(fā)方法的貪婪邊界無狀態(tài)路由（GPSR)，總是選擇更接近目的地的下一 跳，在自組網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸相當高效，但可能不太適合稀疏連接的車載網(wǎng)絡。在稀疏網(wǎng)絡， 車輛應該盡量利用無線通信，無線通信明顯比車輛攜帶快得多;若必須攜帶傳輸，應盡可能 采用移動速度更快的車輛；由于車載自組織網(wǎng)絡的不可預測性，不能希望數(shù)據(jù)包沿著預先 計算的最優(yōu)路徑成功轉(zhuǎn)發(fā)，所以在整個數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程中路徑選擇須持續(xù)動態(tài)執(zhí)行。
[0043]基于以上原則，車輛輔助數(shù)據(jù)的車際通信傳輸延遲的建模須對車輛間的距離分 布、源與目的之間的路徑分布、路徑選擇概率等分別建模。
[0044] 具體方法
[0045] A.前提條件
[0046] 模型的建立前提要求車輛通過短程無線頻道(100-250m)進行通信，并在數(shù)據(jù)包報 頭攜帶特定的信息：如源ID、源位置、數(shù)據(jù)包生成時間、目的地位置、過期時間等數(shù)據(jù)。車輛 可以通過三角測量或GPS知道其位置，在周期性信標中附上自己的物理位置、移動速度、方 向信息，這些信息可以被它們單跳的鄰居節(jié)點獲取。同時，要求車輛配有預加載的數(shù)字地 圖，提供街道地圖和交通統(tǒng)計數(shù)據(jù)如交通密度、道路上的車輛在不同時刻的速度和路口的 交通信號時間表(如紅色信號間隔的長度）。
[0047] B.模型的構建
[0048] 用以下符號定義數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)延遲：
[0049] 1)句：從1倒込的路徑；
[0050] 的歐式距離；
[00511 3)Ρυ:η」的車輛密度；
[0052] 4)vij:rij的車輛平均速度；
[0053] 5)(1^ :乜到込預期的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)延遲。
[0054]假設車輛間的距離遵循指數(shù)分布，其平均距離等于1/^」。則
[0056] 其中R指的是無線傳輸范圍，c是指單跳數(shù)據(jù)包傳輸?shù)钠骄舆t。等式（1)指的是車 輛間的距離小于R的部分1 - 的路，在這部分轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包采用無線傳輸。其余的路 上，車輛需要攜帶數(shù)據(jù)。顯然，交通密度越大，車輛攜帶的占比就越小。
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