[发明专利]一种面向车联网的优化数据传输方法

摘要

本发明提出了一种面向车联网的优化数据传输方法，该方法通过对车联网中传输两种类型数据的场景建立数学模型，利用分支限界法对模型的分析求解；并加入路径选择因素后建立优化模型，利用启发式算法确定路径后，再利用分支限界法对模型的分析求解；本发明提出的优化数据传输方法解决了在车联网中传输两种优先级别不同的数据包时的分配问题；同时，本发明在提出数据分配方法的同时，加入路径选择因素，为所有候选数据流选择一条链路负载最低的路径进行数据传输，有效的保证了传输数据包的时延敏感性和可靠性，提高了数据传输的效率。

主权项

1.一种面向车联网的优化数据传输方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一，建立数学模型：收集目标车辆周围的交通信息和环境信息分别作为Traffic数据包和Environment数据包；计算Traffic数据包和Environment数据包在各自对应的缓冲区产生的总的代价和系统给出的惩罚，并计算目标车辆发送多个Traffic数据包和Environment数据包各自得到的系统收益，最后获得目标车辆发送的Traffic数据包和Environment数据包得到的总收益：步骤1.1，在时刻t，目标车辆收集它周围的交通状况信息作为Traffic数据包；收集周围环境信息作为Environment数据包；步骤1.2，目标车辆将Traffic数据包和Environment数据包分别存进相应的缓冲区队列后产生的总的代价为：C＝c*[min{A_f,Q_f}+min{A_e,Q_e}]其中，A_f和A_e分别表示目标车辆收集到的Traffic数据包和Environment数据包个数；Q_f和Q_e分别表示Traffic缓冲区队列和Environment缓冲区队列所能允许的最大长度；c表示代价因子；步骤1.3，当目标车辆收集到的数据包个数超过缓冲区队列所能允许的最大长度时，系统给出惩罚P：P＝γ_f*(A_f‑Q_f)⁺+γ_e*(A_e‑Q_e)⁺其中，γ_f和γ_e分别表示Traffic数据包和Environment数据包的惩罚因子；步骤1.4，目标车辆发送Traffic数据包和Environment数据包给离他最近的数据中心，数据中心回馈给目标车辆相应的收益；目标车辆发送多个Traffic数据包得到系统收益为：其中，x_f表示目标车辆预发送的Traffic数据包个数，为决策变量；k为自然数；deadline_k表示第k个Traffic数据包的到期时间，t为数据包的发送时间，β_f表示发送一个Traffic数据包所得到基本系统收益值；目标车辆发送多个Environment数据包得到的系统收益为：S_e＝x_e*β_e其中，x_e表示目标车辆预发送的Environment数据包个数，为决策变量；β_e表示发送一个Environment数据包所得到的基本系统收益值；步骤1.5，目标车辆向数据中心发送的Traffic数据包形成Traffic数据流，Environment数据包形成Environment数据流；用二进制变量表示数据流i是否选择了路径j，其中，i∈{f,e}，j∈P_i，P_i表示第i条数据流的所有候选路径集；二进制变量表示链路l是否在路径j上，即：其中，i∈{f,e}中，f表示Traffic数据流，e表示Environment数据流；l表示任一条链路，l∈L；步骤1.6，假设数据流i已经选定了路径j，即：则目标车辆发送x_f个Traffic数据包和x_e个Environment数据包得到的总收益S为：数据流在传输过程中会受到带宽的限制，则：x_fa_f+x_ea_e≤B其中，B表示链路所能允许的最大带宽，a_f和a_e分别表示每个Traffic数据包和每个Environment数据包的大小；步骤二，利用分支限界法对步骤一得到的数学模型进行求解，在收益最大化的情况下，得到目标车辆发送的Traffic数据包和Environment数据包的个数。