[发明专利]一种认知车辆网络联合路由选择及资源分配方法

说明书

本发明涉及一种认知车辆网络联合路由选择及资源分配方法，属于无线通信技术领域。该方法为：若源车辆需转发数据包至目的车辆，则SV发送路由请求消息至路由管理中心，RMC根据网络拓扑信息、认知车辆用户与主用户传输范围及子信道使用状况，建模链路有效生存时间，并确定候选链路集合，继而基于链路传输时延最小化准则，优化确定SV与DV之间的路由以及SV及中继车辆的最优功率及子信道分配策略，RMC发送功率、子信道分配及路由选择策略至SV及RVs，SV执行信息转发。本发明综合考虑链路生存时间、子信道稳定性、认知用户对PU的干扰等问题，实现SV的优化联合路由选择及资源分配。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种认知车辆网络联合路由选择及资源分配方法。

背景技术

新型无线应用和智能终端设备的快速发展对无线电频谱的需求提出更高要求，传统的静态频谱分配策略已无法满足当前用户的通信需求。认知无线电技术可以极大提高频谱资源的利用率，配备感知设备的认知用户，在不影响主用户正常通信情况下，可以动态、智能的接入该频谱并进行数据传输，实现频谱资源共享，提高频谱利用率，缓解频谱资源稀缺的问题。

认知车辆网络将认知无线电技术与车辆自组织网络相结合，支持认知车辆用户感知并使用未授权频谱，以实现车辆之间及车辆与路边基础设施之间的通信，从而可以为处于高速移动状态的车辆提供高效的数据接入服务，并支持车辆之间的信息交互，已成为保障车辆行驶安全，实现智能交通管理及车载娱乐的有效技术。

在认知车辆网络中，若源车辆无法实现与目的车辆的直接通信，需选择传输路由经中继车辆进行多跳信息转发。在存在多个候选路由的情况下，如何联合设计路由选择及资源分配策略已成为重要的研究课题。目前已有研究中，有文献针对车辆的高速移动和动态变化的频谱资源，提出选择链路生存时间最大的路由。有文献综合考虑车辆移动特性、信道间干扰、中继负载和中继节点、目的节点之间距离等因素建模链路传输费用，提出基于链路传输费用优化路由选择。也有文献针对多信道多流情况，基于多信道接入时的冲突概率预测信道接入时延，进而提出以接入时延和传输时延优化为目标的路由选择策略。

以上研究中，未综合考虑车辆移动特性、频谱资源的动态变化、认知用户对主用户的干扰等因素，难以有效保证主用户及认知用户的服务质量及实现网络性能优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种一种认知车辆网络联合路由选择及资源分配方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种认知车辆网络联合路由选择及资源分配方法，包括以下步骤：

S1：源车辆(Source Vehicle，SV)发送路由请求消息至路由管理中心(RouteManagement Center，RMC)；

S2：RMC根据网络拓扑信息、认知车辆用户与主用户(Primary User，PU)传输范围及子信道使用状况，建模链路有效生存时间，确定SV与目的车辆(Destination Vehicle，DV)之间所有候选链路；

S3：建模候选链路传输时延；

S4:确定优化问题限制条件；

S5:基于链路传输时延最小化准则，实现SV及认知中继车辆(Relay Vehicles，RVs)功率及子信道分配方法；

S6：基于狄杰斯特拉算法，优化确定SV与DV之间路由策略；

S7：RMC发送功率、子信道分配及路由策略至SV及RVs，SV执行信息转发。

进一步，在步骤S2中，所述建模链路有效生存时间，确定SV与DV之间所有候选链路具体为：