2017 年 4 月 Journal on Communications April 2017
2017093-1
第 38 卷第 4 期 通 信 学 报 Vol.38
No.4
基于路口时延下界的车联网数据分发方案
彭鑫
1,2
,李仁发
2
,李哲涛
2,3
,谢国琪
2
(1. 湖南理工学院信息与通信工程学院复杂系统优化与控制湖南省高校重点实验室,湖南 岳阳 414000;
2. 湖南大学嵌入式与网络计算湖南省重点实验室,湖南 长沙 410082;3. 湘潭大学信息工程学院,湖南 湘潭 411105)
摘 要:提出一种车联网数据分发机制。该方案利用车辆分布情况,求出各交通路段数据传输时延,并采用压缩
感知方法构造交通网络各节点间的数据传输时延下界,以此辅助车辆进行数据转发决策。然后通过车辆和数据分
组的路径匹配度选择下一跳转发车辆。此外,通过马尔可夫模型推导出交通路口的数据分组转发概率。仿真实验
表明,与现有的数据转发方案相比,提出的方案具有较低的数据转发时延和较高的可靠性。
关键词:车联网;压缩感知;马尔可夫过程;数据分发
中图分类号:TP393 文献标识码:A
Data dissemination of VANET based on lower bound of road delay
PENG Xin
1,2
, LI Ren-fa
2
, LI Zhe-tao
2,3
, XIE Guo-qi
2
(1. Key Laboratory on Complex Systems Optimization and Controlling of Hunan High Education Institutions,
College of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414000, China;
2. Key Laboratory for Embedded and Network Computing of Hunan Province,Hunan University,Changsha 410082, China;
3.
College of Information Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China)
Abstract: A reliable VANET data dissemination method was proposed. The method used the traffic information to esti-
mate data transmission delay in each road. Compressive sensing method was used to deduce the lower bound of data
transmission delay among each intersection. These information could assist carrier to choose forward routing. In the
process of data forward, the vehicle that its route more similar with the forwarding data will be chosen as the next carrier.
Furthermore, data forward probability at intersection was deduced based on Markov model. The simulation results demon-
strate that presented method achieves lower-delay and higher reliable performance than existed packet forward protocols.
Key words: VANET, compressive sensing, Markov process, data forward
1 引言
车联网(VANET)是由配备无线通信接口的智能
车辆和路边通信单元以自组织方式形成的移动自
组织网络(MANET),已成为智能交通的重要支撑技
术。车联网可以对车辆的运行状态和交通路况实时
感知,从而实现交通信息发布、事故预警、辅助驾
驶等服务
[1,2]
。
车联网数据可靠转发是车联网各项应用服务的
技术基础。由于车联网以移动自组织网络为原型,车
辆间(V2V, vehicle to vehicle)和车辆与路边单元间
(V2I, vehicle to infrastructure)的通信均以多跳“携带—
转发”的方式实现。这样既降低了大规模部署基站的
成本,又避免了路边基础设施不完善对网络功能的影
响。但是,无线网络信道本身具有动态和时变特性,
链路的稳定性较差;车辆行驶速度较快,导致车联
网拓扑动态改变,使网络呈现间歇连通特性。因此,
上述问题给车联网的可靠数据分发带来了严峻挑
收稿日期:2016-07-14;修回日期:2016-11-14
基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.61300039, No.61173036);中国博士后面上基金资助项目(No.2013M542109);
湖南省自然科学基金资助项目(No.14JJ3130);湖南省教育厅重点基金资助项目(No.12A057)
Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China (No.61300039, No.61173036), China Postdoctoral Science
Foundation (No.2013M542109), The Natural Science Foundation of Hunan Province (No.14JJ3130), Research Foundation of Educa-
tion Bureau of Hunan Province (No.12A057)
doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017093