1.一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法,其特征在于:該方法包括以下步驟:
S1:采用邏輯代數(shù)化算法確定源車輛(Source Vehicles,SV)與目的車輛(Destination Vehicle,DV)之間滿足SV業(yè)務(wù)需求的所有候選路由;
S2:基于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算(Stochastic Network Calculus,SNC)理論,建模SV業(yè)務(wù)隨機(jī)到達(dá)曲線;
S3:基于SNC理論,建模SV與DV之間候選路由中繼車輛(Relay Vehicles,RVs)隨機(jī)服務(wù)模型;
S4:評估SV業(yè)務(wù)經(jīng)各候選路由傳輸所對應(yīng)的傳輸速率;
S5:評估SV業(yè)務(wù)經(jīng)各候選路由傳輸所對應(yīng)的端到端時延邊界;
S6:針對SV業(yè)務(wù)特性,選擇對應(yīng)傳輸性能最優(yōu)的路由為目標(biāo)路由。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法,其特征在于:在步驟S1中,采用邏輯代數(shù)化算法確定SV與DV之間的所有候選路由,具體步驟如下:
S11:建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點關(guān)聯(lián)矩陣并確定元素初始值,假設(shè)網(wǎng)絡(luò)存在Z個節(jié)點,其中節(jié)點1為源節(jié)點,建立節(jié)點關(guān)聯(lián)矩陣Q=[qi,j]Z×Z,qi,j為節(jié)點i與節(jié)點j的關(guān)聯(lián)度;若節(jié)點i與節(jié)點j之間無直接連接鏈路,qi,j=0;若節(jié)點i與節(jié)點j之間存在直接連接鏈路,則qi,j=Xi,j,Xi,j表示節(jié)點i與節(jié)點j之間的鏈路;若節(jié)點之間存在多條直接連接鏈路時,若i=j(luò),qi,i=1;
S12:關(guān)聯(lián)矩陣行間整合與刪除運算:調(diào)用公式q′i,j=qi,k·qk,j+qi,j對矩陣的第k行進(jìn)行整合與刪除,其中,q′i,j為整合后矩陣中的元素,i,j≠k;
S13:依次整合與刪除關(guān)聯(lián)矩陣中第2行到第Z行,直到矩陣中僅余第1行為止,此時,該行中每一個邏輯表達(dá)形式均表示源節(jié)點和對應(yīng)目的節(jié)點的連接關(guān)系,其中每一個邏輯乘積項即表示一條源節(jié)點和對應(yīng)目的節(jié)點間的候選路由,邏輯乘積項的集合即為源節(jié)點與目的節(jié)點間的全部候選路由,假設(shè)N為候選路由數(shù)目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法,其特征在于:在步驟S2中,所述SV的業(yè)務(wù)隨機(jī)到達(dá)曲線αi(t)建模包括:令αi(t)為SV傳輸?shù)趇種業(yè)務(wù)時對應(yīng)的隨機(jī)到達(dá)曲線,i=1,2表示業(yè)務(wù)類型,i=1表示語音業(yè)務(wù),i=2表示視頻業(yè)務(wù);針對語音業(yè)務(wù),即i=1時,采用馬爾科夫開關(guān)模型建模業(yè)務(wù)隨機(jī)到達(dá)曲線,令p1和p2分別表示源節(jié)點有數(shù)據(jù)流發(fā)送及無數(shù)據(jù)流發(fā)送的穩(wěn)態(tài)概率,P1,2及P2,1為相應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率,可得建模λ1為語音業(yè)務(wù)生成速率,θ>0為自由參數(shù);i=2時,采用分型布朗運動模型建模業(yè)務(wù)隨機(jī)到達(dá)曲線,可得其中,λ2為視頻業(yè)務(wù)生成速率,為高斯隨機(jī)變量的標(biāo)準(zhǔn)差,h為赫斯特參數(shù),反映業(yè)務(wù)流的長范圍依賴性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法,其特征在于:在步驟S3中,所述RV的隨機(jī)服務(wù)過程Sj,k(τ,t)建模如下:令Sj.k(τ,t)表示第j條候選路由第k個車輛的隨機(jī)服務(wù)曲線,其中,τ∈(0,t],j=1,2…N,k=1,2…Mj,Mj為第j條候選路由的車輛數(shù)目,Sj.k(τ,t)可建模為:Sj,k(τ,t)=Rj,k(t-τ-ωj,k),其中,Rj,k為第j條候選路由第k個車輛的服務(wù)速率,建模為:Rj,k=Bj,klog2(1+γj,k),Bj,k為第j條候選路由第k個中繼車輛的傳輸帶寬,γj,k為相應(yīng)接收信噪比,建模為Pk-1為第j條候選路由第k-1個車輛的發(fā)送功率,p0為源車輛的發(fā)送功率,σ2為傳輸信道噪聲功率,hj,k為第j條候選路由第k-1個車輛與第k個車輛之間鏈路的增益,ωj,k為第j條路由第k個車輛的接入時延,建模為:ωj,k=E[Cj,k]+E[Bj,k]+Ts,其中,為車輛自身受到?jīng)_突所需的時間,為最大重傳次數(shù),碰撞周期為Tc=RTS+DIFS,RTS為請求發(fā)送幀,DIFS為長幀間間隔,為同一時隙鄰居車輛發(fā)送數(shù)據(jù)的碰撞概率,L′為第k個車輛及它的鄰居車輛總數(shù),pa為每輛車發(fā)送數(shù)據(jù)包的概率;為車輛在退避狀態(tài)階段,正常退避計時與其它車輛干擾所需的時間,計時器計數(shù)減1的時間δ為一個時隙的長度,μl為第l個避退階段的平均避退間隔,信道中僅有一輛非目標(biāo)車輛傳輸數(shù)據(jù)包的概率為Psuc=(L′-1)pa(1-pa)L′-2;為一次成功傳輸所需時間,H=LPHY+LMAC為分組頭部大小,Lp為分組長度,LPHY和LMAC分別為物理層與MAC幀首部大小,R′p為分組傳輸速率,CTS為允許發(fā)送幀,ACK為確認(rèn)幀,SIFS為短幀間間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法,其特征在于:在步驟S4中,所述評估SV業(yè)務(wù)經(jīng)各候選路由傳輸時對應(yīng)的傳輸速率,具體如下:令SV的第j條候選路由傳輸?shù)趇種業(yè)務(wù)對應(yīng)的傳輸速率為可得其中,為第j條路由第k個RV選擇下一跳中繼節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)對應(yīng)的傳輸速率,建模為:其中,其中,u(t)為時刻t背景業(yè)務(wù)的鏈路利用率,Dj,k(τ,t)為(τ,t]內(nèi)經(jīng)過節(jié)點k服務(wù)后離開的背景業(yè)務(wù)流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法,其特征在于:在步驟S5中,評估SV業(yè)務(wù)經(jīng)各候選路由傳輸時對應(yīng)的端到端時延,具體如下:第j條路由傳輸?shù)趇種業(yè)務(wù)時對應(yīng)的端到端時延建模為:
其中,ε為違約概率,和分別為到達(dá)曲線和服務(wù)曲線的矩量母函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛自組織網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法,其特征在于:在步驟S6中,針對SV業(yè)務(wù)特性,確定路由選擇策略,具體為:若SV擬傳輸語音業(yè)務(wù),令為SV所傳輸業(yè)務(wù)的最大時延閾值,在滿足的條件下,選擇對應(yīng)最小的路由j*,即:若SV擬傳輸視頻業(yè)務(wù),令為SV傳輸視頻業(yè)務(wù)時對應(yīng)的最小傳輸速率閾值,在滿足的條件下,選擇對應(yīng)最大的路由,其中