[发明专利]基于阿波罗尼斯圆的车联网簇关联边界和簇间切换方法

摘要

本发明公开一种基于阿波罗尼斯圆的车联网簇关联边界和簇间切换方法，其步骤为：1)车辆信息采集系统实时采集相关车辆、相邻簇头车辆的行驶状态和车流分簇信息；2)依据所采集到的最新行驶状态信息，采用阿波罗尼斯圆进行簇间切换和簇关联边界的建模；3)依据车辆当前的行驶状态信息，利用通过基于阿波罗尼斯圆的车联网簇间切换和簇关联边界方法，推导出的簇关联边界建模函数，实时判断是否应为该车辆执行切换。若簇关联边界函数关系式成立，则将该车辆切换至其前方簇头中。若簇关联边界函数关系式不成立，则不为该车辆执行切换。本发明具有原理新颖、适用范围广、和可靠性好等优点。

主权项

1.一种基于阿波罗尼斯圆的车联网簇关联边界和簇间切换方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：车辆信息采集系统实时采集相关车辆的行驶状态和车辆分簇信息；S2：依据车辆行驶状态信息采用阿波罗尼斯圆构建车联网簇间切换和簇关联边界模型，进行数据融合和建模，推导出车辆与当前关联簇头的切换距离门限公式；S3：基于上述所推导的车辆与当前关联簇头的切换距离门限公式，并利用实时数据计算出车辆与其关联簇头的切换距离门限数值；如果车辆信息采集系统实时采集到的车辆与关联簇头的实时间距大于该切换距离门限数值，则系统为该车辆执行切换；否则，系统不为该车辆执行切换；所述步骤S2为利用滑动数据窗口，依据所采集的最新行驶状态信息，采用阿波罗尼斯圆算法进行数据融合和建模，包括建立切换迟滞、切换时间及路径损耗模型，推导出当前车辆与关联簇头车辆的切换距离门限公式，其具体包括以下步骤：S21：定义当前车辆V1收到相邻车辆分簇的簇头CH1和CH2的信号接收功率分别为：其中，PH1和PH2分别表示相邻车辆分簇的簇头CH1和CH2的信号发射功率，χH1和χH2分别表示CH1和CH2的阴影衰落因子，dV,H1和dV,H2分别是车辆V1和CH1与CH2的实时间距，α和β分别是相邻分簇CH1和CH2的路径损耗指数；S22：根据簇间切换条件：RSRPr,CH2≥RSRPr,CH1+H其中，RSRPr,CH1是车辆对当前簇头CH1的参考信号接收功率，RSRPr,CH2是车辆对CH2的参考信号接收功率，H是切换迟滞。将上述公式转换为功率形式：将S21中公式代入至S22公式可得出：而根据阿波罗尼斯圆的特性，dV,H1和dV,H2有如下关系：dV,H2＝dV,H1kA,kA≠1其中，kA是阿波罗尼斯圆比值；替换dV,H2并继续化简：则切换距离门限：S23：在切换过程中，车辆所行进的距离：RH1‑xH＝vt(TTT+T0)其中，RH1是当前关联簇头CH1的覆盖半径，xH是阿波罗尼斯圆边界在水平轴上到CH1的距离，vt是车辆行驶速度，TTT是切换触发时间，T0是切换执行时间；而kA还可以表示为：其中，dH1,H2是相邻簇头CH1和簇头CH2的距离；替换xH：S24：将kA代入dth_HO中并化简，就得出了由所采集数据所定义的切换距离门限表达式：