第 47 卷 第 4 期 电 子 科 技 大 学 学 报 Vol.47 No.4
2018年7月 Journal of University of Electronic Science and Technology of China Jul. 2018
车载自组织网络中停放车辆合作的多媒体内容分发
朱金奇
1
,孙华志
1
,刘念伯
2
,马春梅
1
(1. 天津师范大学计算机与信息工程学院 天津 西青区 300387;2. 电子科技大学计算机科学与工程学院 成都 611731)
【摘要】车载自组织网络(VANETs)中,如何实现车辆间多媒体文件的高效分发成为研究热点。基于城市区域长时间拥有
大量地面停放车辆的情况,该文提出停放车辆合作的内容分发策略(CPVC),该策略不需要配置任何地面基础设施(RSUs),而
是把地面停放车辆作为天然基础设施为车辆用户提供内容存储和内容分发服务。为此首先把每条道路的路边和非路边停放车
辆组成停车簇;其次提出停车簇合作进行内容分发的方式并设计相应内容分发算法。基于真实城市地图和交通数据的实验结
果表明,CPVC能以较低的下载延迟和网络开销获得较高的数据传输成功率,尤其在交通流量密度稀疏和多请求者下载情况下。
关 键 词 内容分发; 多媒体; 停放车辆; 车载自组织网络
中图分类号 TP393 文献标志码 A doi:10.3969/j.issn.1001-0548.2018.04.015
Collaborative Parked Vehicle Based Multimedia Content Distribution
in Vehicular Ad Hoc Networks
ZHU Jin-qi
1
, SUN Hua-zhi
1
, LIU Nian-bo
2
, and MA Chun-mei
1
(1. School of Computer and Information Engineering, Tianjin Normal University Xiqing Tianjin 300387;
2. School of Computer Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731)
Abstract Effective large content files distribution in vehicular ad hoc networks (VANETs) is very
challenging. Motivated by the fact that there are large amount of long time outside parked vehicles in urban areas,
this paper proposes a collaborative parked vehicle based multimedia content distribution strategy, which does not
need any roadside infrastructure, but leverages outside parked vehicles as the natural infrastructures to maintain
content and provide content distribution services for moving vehicular users. At first, to each road, parked vehicles
both at roadside and off-street are grouped into a cluster. Secondly, content distribution patterns based on parking
clusters are presented and algorithms are designed to efficiently distribute content over VANETs. Simulation results
based on a real city map and realistic traffic situations show that collaborative parked vehicle based multimedia
content distribution (CPVC) achieves the highest data delivery ratio with low delivery delay and network overhead
in comparison with other comparison algorithms, especially in sparse traffic and multiple subscribers conditions.
Key words content distribution; multimedia; parked vehicle; vehicular ad hoc networks (VANETs)
收稿日期:
2016 − 01 − 10;修回日期:
2017 − 09 − 26
基金项目:国家自然科学基金(61472068, 61572113, 61662042, 61602345);中国博士后基金(2014M550466, 2014M5623082);天津市自然科学基金
(17JCYBJC16400, 15JCQNJ才400);天津市国际科技合作项目(14RCGFGX00847)
作者简介:朱金奇(1980 − ),女,博士,副教授,主要从事无线自组织网络、移动计算方面的研究.
车载自组织网络的数据分发分为简单、轻量级
的文本消息和多媒体内容分发(简称内容分发)两类,
后者主要针对可以图像化、多媒体化的交通安全信
息、娱乐信息和商业信息。近年随着智能交通中对
安全和舒适驾驶的需求逐渐提高,在VANETs中实现
车辆之间的内容分发是非常必要的。如移动车辆可
以把所经道路上发生的交通事故图片分发给附近车
辆,使其提前避开交通问题路段;又如驾驶者可以
通过内容分发在车辆行驶过程中下载相遇车辆中自
己感兴趣的音视频信息,提高驾驶过程中的舒适度。
然而由于车辆高速运动、网络拓扑结构变化快以及
车辆的间歇连通性等问题,车辆间可用于数据传递
的有效接触时间非常短暂,车辆间较大内容多媒体
数据分发较其他自组织网络困难得多,如何在车辆
之间进行高效内容分发成为研究挑战。针对这一问
题,文献[1-2]采用P2P文件共享和网络编码技术提高
内容分发性能,但车辆间内容分发效率仍然有限
[3]
。
此外文献[4-5]提出增加路边基础设施的策略来协助
车辆完成内容分发,然而存在如下问题:1) 路边基
础设施的传输范围有限。2) 性能受基础设施节点影
响大。当基础设施节点数目较多时车辆与路边节点
的相遇概率较高,内容传输的性能就越好。相反则