專利名稱：Vanet中一種基于負載均衡的競價博弈方法
技術領域：
本發(fā)明屬于移動通信技術領域。針對車聯(lián)網(wǎng)(vehicle Ad Hoc Network, VANET)城市場景下AP (Access Point, AP)的負載不均衡問題，根據(jù)伯川德博弈和伯川德悖論提出一種新的競價博弈方法。
背景技術：
VANET城市場景中，當多個AP共存于同一個公共熱點區(qū)域時，它們之間由于相互競爭同一組車輛而可能發(fā)生負載不均衡現(xiàn)象，這種不均衡可能會降低資源利用率以及AP的服務質量，影響網(wǎng)絡性能。為了緩解這種不均衡，研究人員提出了許多方法解決該問題。
現(xiàn)階段提出的解決負載均衡方法主要存在一下幾個問題1)不符合VANET的高移動性等特點。由于VANET的高移動性、網(wǎng)絡拓撲變化頻繁等特點，因此提出的解決方案應該符合VANET的這些特性，(IEEE 802. 11接入網(wǎng)中AP選擇博弈的穩(wěn)定性和公平性，Li-Hsing Yen, Jia-Jun Li, and Che-Ming Lin, “Stability and fairness of APselection games in IEEE 802. 11 access networks，，，IEEE Transactions On VehicularTechnology, Vol. 60, pp. 1150 - 1160，2011)沒有考慮 WSs 的移動性。(無線局域網(wǎng)中的AP選擇策略分析,Y. Fukuda, A. Fujiwara, M. Tsuru, and Y. Oie, “Analysis ofaccess point selection strategy in wireless LAN,” VTC Fall, Vol. 4, pp: 2532 -2536，2005)中要求所有MUs (Mobile Users)的速率相等，即不考慮多速率情況。這兩種情況都不符合VANET的高速移動特性。2)解決方案計算復雜，需要相關的軟硬件。(無線局域網(wǎng)中基于“細胞呼吸”的負載均衡策略，Yigal Bejerano, Seung-Jae Han, "CellBreathing Techniques for Load Balancing in Wireless LANs，，， IEEE Transactionson Mobile Computing, Vol. 8 No. 6, 2009)提出的方法需要相關軟件更新AP的傳輸功率，(無線局域網(wǎng)中基于聯(lián)合控制方案的公平性和負載均衡性，Yigal Bejerano, Seung-JaeHan , Erran, “Fairness and Load Balancing in Wireless LANs Using AssociationControl”, MobiCom, pp. 560 - 573 , 2004)提出的算法是 NP-hard 問題,需要一種專門的 processing infrastructure 進行集中計算。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是在VANET城市場景下，提供一種適應VANET節(jié)點(車輛)快速移動、網(wǎng)絡拓撲變化頻繁、節(jié)點數(shù)目眾多且分布不均勻等實際問題的保證AP負載均衡的競價博弈方法。本發(fā)明的技術方案如下由于AP —般布設在車輛密度大的地區(qū)，如交叉路口、超市、加油站等，本發(fā)明通過分析十字路口處綠燈亮的時間段內車輛的真實移動過程，提出了一種保證AP負載均衡性的競價博弈方法。針對VANET的高速移動性，本發(fā)明首先把綠燈亮的總時間劃分成N個時間片，每個時間片AP根據(jù)競價博弈方法求出價格，當前時間片的競價受上一個時間片競價結果的影響，因此整個過程是一個動態(tài)重復博弈模型，最后得出的動態(tài)博弈納什均衡解即為AP的價格策略，根據(jù)該策略控制車輛的選擇，保證AP的負載均衡。該方法主要包括四部分場景模型，幾何場景模型，信道模型，博弈模型。本發(fā)明的具體步驟如下(I)建立十字路口場景模型十字路口場景中包括η輛車和兩個AP，車是源節(jié)點，AP是目的節(jié)點，每輛車都安裝有通信設備和全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS),只考慮車與接入點(Vehilce-to-Access Point, V2A)的通信,不考慮車與車(Vehilce-to-vehicle, V2V)的通信，車輛在十字路口處有三種通行方式直行，右轉，左轉。當車輛進入AP的傳輸范圍時，AP會周期性的向車輛廣播beacon信息，車輛根據(jù)beacon可獲得當前AP的狀態(tài)、車輛所在網(wǎng)絡狀態(tài)等信息。
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(2)建立幾何場景模型每個節(jié)點在t時刻的位置坐標為(X (t)，y⑴)，根據(jù)t時刻位置可以得出t+Ι時刻的位置坐標(x(t+l)，y(t+l))。(I)根據(jù)車輛速度、t時刻位置以及行駛方向可以獲得t+1時刻位置坐標為
權利要求
1.VANET中一種基于負載均衡的競價博弈方法，包括四部分場景模型，幾何場景模型，信道模型，博弈模型；其特征在于如下步驟 (1)建立十字路口場景模型 十字路口場景中包括η輛車和兩個AP，車是源節(jié)點，AP是目的節(jié)點；每輛車都安裝有通信設備和GPS，只考慮車與接入點V2A的通信，不考慮車與車V2V的通信；當車輛進入AP的傳輸范圍時，根據(jù)AP發(fā)布的beacon信息向相應的AP產(chǎn)生請求以及接收響應； (2)建立幾何場景模型 每個節(jié)點在t時刻的位置坐標為(X (t)，y (t))，根據(jù)t時刻位置可以得出t+Ι時刻的位置坐標(x(t+l), y(t+l))； X (t+1) =x (t) +dir: X vt y(t+l)=y(t)+dirytXvt (I)其中
全文摘要
本發(fā)明屬于移動通信技術領域，公開了一種適用于城市場景下保證AP負載均衡的競價博弈方法。其構建過程為 綠燈亮的時間段內，車輛經(jīng)過十字路口時，當多個AP競爭同一組車輛時容易發(fā)生AP的負載不均衡問題，影響網(wǎng)絡性能。為了解決該問題，本發(fā)明根據(jù)伯川德博弈和伯川德悖論提出一種競價博弈方法。為了適應VANET高移動性、網(wǎng)絡拓撲頻繁變化等特點，本發(fā)明把綠燈亮的時間劃分成多個時間片，每個時間片AP根據(jù)提出的競價博弈方法求出價格，當前時間片的價格受上一個時間片競價結果的影響，因此整個過程是一個動態(tài)重復博弈，最后得出的動態(tài)博弈納什均衡解即為AP的價格策略。本發(fā)明的效果和益處是模擬車輛移動，提出保證AP負載均衡的更符合VANET場景的競價博弈方法。
文檔編號H04L29/08GK102880975SQ201210338649
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權日2012年9月13日
發(fā)明者吳迪, 凌艷, 朱紅松, 劉江川, 譚國真 申請人:大連理工大學