[发明专利]一种车联网协作传输节点选择方法及系统

说明书

本发明公开一种车联网协作传输节点选择方法及系统，车联网通信技术领域，该方法包括：根据发射电路能量的损耗构建节点协作传输的能量消耗模型；根据所述能量消耗模型确定最小协作传输点数；建立车联网协作传输的虚拟菲涅尔模型；根据惠更斯‑菲涅耳定理确定所述虚拟菲涅尔模型中的奇数菲涅尔区的车辆；确定源节点通信半径内的所述奇数菲涅尔区的车辆为候选者节点；删除所述候选者节点中的联通概率低于设定阈值的车辆，得到节点集合；利用随机矩阵选择所述节点集合中符合所述最小协作传输点数的节点作为参与车联网协作传输节点。本发明能够实现车联网协作通信过程中信息的高效稳定的传输。

技术领域

本发明涉及车联网通信技术领域，特别是涉及一种车联网协作传输节点选择方法及系统。

背景技术

车联网主要是指车辆上的车载设备通过无线通信技术完成车对车通信、基础设施对车通信和混合动力车通信。能够降低车辆发生碰撞事故的几率，可以帮助车主实时导航，并通过与其它车辆和网络系统的通信，提高交通运行的效率。由于其高速动态的网络拓扑变化和可变的网络密度，给数据的可靠传输带来了巨大挑战。如果车辆附近没有能直接通信的路边接入点，车辆必须依赖车辆-车辆多跳通信传输到远程节点或基础设施，这种通信方式很大程度依赖上一跳节点的性能，如果上一跳车辆出现数据转发缓慢、数据失真、数据窃取和节点脱离多跳传输链路，会导致此节点以后的通信瘫痪，从而不能保证车联网信息的稳定可靠传输。5G技术可有望解决这一问题，但由于5G是短波通信，传输距离短，抗干扰能力有限，需要布置大量的基站和路边接入点，这无疑极大地增加了道路建设成本。

协作通信作为一种从物理层角度提高无线传输系统性能的强大技术，可以提供空间多样性和无线传输的性能，从而避免上述信息传输中遇到的问题。在协作通信模式下，每个终端有信息发送装置，具有和邻近节点交互的能力，这些终端是空间分布的，从而可以在物理层建立虚拟协作传输阵列，实现空间分集(也称为协作分集)和编码增益。然而将协作通信应用于车联网技术中时，协作传输节点选择往往低效，且没有考虑车辆动态性。

因此，亟需解决车联网复杂多变的网络环境下，协作传输节点选择困难或者有效参与协作传输节点的稳定性不高这一难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车联网协作传输节点选择方法及系统，以实现车联网协作通信过程中信息的高效稳定的传输。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种车联网协作传输节点选择方法，包括：

根据发射电路能量的损耗构建节点协作传输的能量消耗模型；

根据所述能量消耗模型确定最小协作传输点数；

建立车联网协作传输的虚拟菲涅尔模型；

根据惠更斯-菲涅耳定理确定所述虚拟菲涅尔模型中的奇数菲涅尔区的车辆；

确定源节点通信半径内的所述奇数菲涅尔区的车辆为候选者节点；

删除所述候选者节点中的联通概率低于设定阈值的车辆，得到节点集合；

利用随机矩阵选择所述节点集合中符合所述最小协作传输点数的节点作为参与车联网协作传输节点。

可选的，所述根据发射电路能量的损耗构建节点协作传输的能量消耗模型，具体包括：

根据如下公式确定节点协作传输的能量消耗模型：

其中，E_tatal为节点协作传输的能量消耗模型，E_elec为发射电路能量的损耗，E_tran为数据传输时消耗的能量，n为节点数，L为数据包长度。

可选的，所述根据所述能量消耗模型确定最小协作传输点数，具体包括：