一种基于博弈论的车联网位置追踪的车辆功率控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种追踪车辆的功率控制方法，特别是关于一种基于博弈论的车联网 位置追踪的车辆功率控制方法。
【背景技术】
[0002] 功率控制在车联网中是一项关键的技术，目前在车联网的功率控制方面，已经提 出了许多的策略和机制。在车联网中，发射功率太小直接导致一定范围内的车辆无法持续 成功接收信号，难W有效通信，从而影响了车联网的连通性；然而，发射功率过大，可能导致 车辆间通信干扰大幅增加，丢包率增大。由此可见，发射功率过大或过小，都可能通过影响 车联网通信效果，从而降低了对邻居车辆位置追踪的精度，对车联网安全性产生负面效果。 因此，通过车联网功率控制，保证车辆间位置追踪精度处于较高区间，对于车联网安全性有 重要意义。
[0003] 目前车联网车辆的发射功率问题主要体现在W下方面：
[0004] 1)根据车辆的局部信息进行调整，没有考虑网络的全局信息，造成功率较大的车 辆有可能会持续占用并消耗着带宽，对于功率较小的车辆不公平，使得功率较小的车辆无 法完成车辆状态消息的传播，不能对车辆进行准确的追踪。进行功率控制时，没有考虑到车 辆间个体的差异性，往往是区域内所有车辆采取相同的发射功率，而且在该种假设下的求 出的最优发射功率，由于没有考虑每一车辆发射功率不同的可能性，很可能不是系统最优 的发射功率。
[0005] 2)某些功率控制方法在确定发射功率时由于采用注水法的思路，发射功率由低到 高进行反复试探，因此会产生大量肥LL0数据包，占用了大量信道资源。
【发明内容】
[0006] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种提高车联网中车辆位置追踪精度的基于 博弈论的车联网位置追踪的车辆功率控制方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明采取W下技术方案；一种基于博弈论的车联网位置追踪 的车辆功率控制方法，其包括W下步骤；1)每一车辆周期性的发送包含该车辆ID、运动状 态和通信参数的肥LL0数据包；2)每一个车辆周期性的接收其他车辆发送过来的肥LL0数 据包；3)根据所接收的肥LL0数据包，更新接收肥LL0数据包的车辆自身的邻居节点表；4) 每一车辆根据自身邻居节点表中的数据来调整车辆自身的发射功率；5)每一车辆根据所 接收的肥LL0数据包中其他车辆最新的运动状态数据，通过车辆位置预测模型来预测其他 车辆的位置；6)判断自身车辆的邻居节点表中的其他车辆中每一个车辆的位置追踪误差 是否超过误差阔值？若超过，进入下一步；否则，返回步骤2)继续接收其他车辆的肥化0数 据包，W便获取邻居车辆的状态数据，对于发射功率进行及时地动态调整，提高车辆位置追 踪精度；7)广播位置追踪误差超过阔值的车辆的紧急消息包，该紧急消息包括发送该紧急 消息包的车辆ID和位置追踪误差超过阔值的目的车辆ID;8)目的车辆接收该紧急消息包， 其余车辆接到该紧急数据包后自动丢弃该数据包；9)目的车辆接收该紧急消息包后，将自 身干扰量进行计算，并直接发送干扰量给发送紧急消息包的车辆；10)目的车辆广播肥化0 数据包给发送紧急消息包的车辆，并返回步骤2)周期性的接收肥LLO数据包，不断调整每 一车辆的发射功率。
[0008]所述步骤1)中的所述车辆的运动状态包括位置、速度和加速度；所述车辆的通信 参数包括干扰量和链路增益。
[000引所述步骤4)采用
【主权项】
1. 一种基于博弈论的车联网位置追踪的车辆功率控制方法，其包括以下步骤： 1) 每一车辆周期性的发送包含该车辆ID、运动状态和通信参数的HELLO数据包； 2) 每一个车辆周期性的接收其他车辆发送过来的HELLO数据包； 3) 根据所接收的HELLO数据包，更新接收HELLO数据包的车辆自身的邻居节点表； 4) 每一车辆根据自身邻居节点表中的数据来调整车辆自身的发射功率； 5) 每一车辆根据所接收的HELLO数据包中其他车辆最新的运动状态数据，通过车辆位 置预测模型来预测其他车辆的位置； 6) 判断自身车辆的邻居节点表中的其他车辆中每一个车辆的位置追踪误差是否超过 误差阈值？若超过，进入下一步；否则，返回步骤2)继续接收其他车辆的HELLO数据包， 以便获取邻居车辆的状态数据，对于发射功率进行及时地动态调整，提高车辆位置追踪精 度； 7) 广播位置追踪误差超过阈值的车辆的紧急消息包，该紧急消息包括发送该紧急消息 包的车辆ID和位置追踪误差超过阈值的目的车辆ID; 8) 目的车辆接收该紧急消息包，其余车辆接到该紧急数据包后自动丢弃该数据包； 9) 目的车辆接收该紧急消息包后，将自身干扰量进行计算，并直接发送干扰量给发送 紧急消息包的车辆； 10) 目的车辆广播ffiLLO数据包给发送紧急消息包的车辆，并返回步骤2)周期性的接 收HELLO数据包，不断调整每一车辆的发射功率。
2. 如权利要求1所述的一种基于博弈论的车联网位置追踪的车辆功率控制方法，其特 征在于：所述步骤1)中的所述车辆的运动状态包括位置、速度和加速度；所述车辆的通信 参数包括干扰量和链路增益。
3. 如权利要求1或2所述的一种基于博弈论的车联网位 置追踪的车辆功率控制方法，其特征在于：所述步骤4)采用
_调节发射功率，其 中，PTi是车辆节点i的发射功率；rTp (t)为任意t时刻车辆节点p的发送速率，rTq (t)为任 意t时刻车辆节点q的发送速率；PTp为任意t时刻车辆节点p的发射功率，PTq为任意t时 刻车辆节点q的发射功率；Yp (t)为任意t时刻车辆节点p的干扰增益，Yq (t)为任意t时 刻车辆节点q的干扰增益；iii为车辆节点i的收益增益；〇 (t) 2为信道噪声；d^ (t)为t时 刻时车辆节点i和车辆节点j之间的距离；％(t) =(JrGfhjt为任意t时刻作为干扰节点的 车辆节点i对于作为接收节点的车辆节点j的链路增益，其中，gt为发送端天线增益，GKS接收端天线增益，hT为发送端天线高度，hK为接收端天线高度，L为系统损耗，d为发送端到 接收端之间距离，ke[2, 4] 为通信范围内的干扰源个数，N2为通信范围外的干扰源个 数。
4. 如权利要求3所述的一种基于博弈论的车联网位置追踪的车辆功率控制方法，其特 征在于：所述步骤9)中干扰量为该目的车辆节点发送速率、发射功率和干扰增益的乘积。
【专利摘要】本发明涉及一种基于博弈论的车联网位置追踪的车辆功率控制方法，它将车联网车辆功率控制问题抽象为一个博弈论中的非合作博弈问题，求出纳什均衡条件下的最优解，也就是当前状态下每一车辆最优的发射功率。另外，本发明采用了周期式和触发式相结合的HELLO广播策略，而且无需将车辆发射功率由低逐步调高反复试探，而直接计算得出每一车辆的最优发射功率，减少了由于广播HELLO数据包造成的信道拥塞。本发明由于得出了每一车辆最优发射功率，有利于降低发射功率引起的干扰并且提供车辆位置追踪精度。因此，本发明可以广泛应用于交通安全领域。
【IPC分类】H04W52-04, H04L29-08, H04W4-04
【公开号】CN104703142
【申请号】CN201510105542
【发明人】谭国真, 杨哲, 高振国, 姚念民
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月10日