车际通信传输延迟模型建立方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车际通信领域，尤其涉及一种车际通信传输延迟模型建立方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 车载自组织网络在道路安全和许多商业应用中有很大的潜在用途，比如：提醒司 机潜在的交通堵塞，向司机传播紧急警告避免碰撞事故。当前多数车际通信的研究仅局限 于单跳或短程多跳通信，但是由于广播范围有限，只有接入点附近的车辆可以直接收到数 据，然而这些数据可能对远处车辆里面的人有用。数据请求可能从距离广播站点几英里或 数十英里外发出，通过车载自组织网络，请求者可以向广播站点发送查询并得到一个答复， 只要有答复某些应用可以容忍数秒甚至数分钟的延迟。尽管这样的服务目前可以通过无线 基础设施(如3G网络)实现，但服务提供商实现接入互联网的成本以及手机用户访问数据的 费用很高，或者当相应的基础设施不存在或者损坏时，这种信息请求可能无法实现。
[0003] 车辆的高移动性以及时间与空间维度上的车辆密度不均，导致多跳数据传输很复 杂。比如，农村和夜间交通密度很低，人口稠密区域和高峰期交通密度很高。在稀疏连接的 网络，端到端的连接很困难，而高移动性的车载网络仍旧为移动车辆提供了移动时断断续 续的连接机会。在高速公路模型中，移动车辆建立一个几跳的、短的通信路径是极有可能 的，一个移动的车辆可以携带数据包并转发给下一个车辆。通过分程传递、携带和转发，某 些允许时延的应用就可以不通过端到端连接，而被传递到目的地。
[0004] 车辆辅助的车际数据传输是基于携带和转发的想法，高效地将数据包路由到目的 地并在一个合理的延迟内接收应答。最重要的是通过最小的包转发延迟选择转发路径。当 路由不存在时，节点携带包；当新的接收器出现在它的范围时，节点转发包。与现有的携带、 转发方案不同的是，它会利用车载网络的可预测以及特定交通模式和道路布局导致的移动 特性。因此，需要在实际交通模式和道路布局环境中，根据车辆移动性，建立有效的数据包 转发延迟的模型。
【发明内容】
[0005] 为此，需要提供一种车际通信传输延迟模型，解决车际通信传输延迟计算应用的 问题。
[0006] 为实现上述目的，发明人提供了一种车际通信传输延迟模型建立方法，其特征在 于，包括如下步骤，在路口 m与η间传递数据包，根据下列公式计算延迟D:
[0008] 其中d为预期的数据包转发延迟，Pij为在Ii通过rij转发包的概率;N(j)为一组Ij的 相邻路口，
[0009] d满足下列计算方式：
[0011]其中rij为从Ujlj的路径；lij为rij的欧式距离;Pij为 rij的车辆密度;Vij为rij的车 辆平均速度;屯为Ujl通期的数据包转发延迟;R指的是无线传输范围，c是指单跳数据包 传输的平均延迟。
[0012] 进一步地，还包括步骤，为每个相邻路口的延迟D排序，并沿着最小延迟的路转发 数据包，具体包括，在路口可用的通信范围内所有车辆中，向最小延迟的路上的汽车发送数 据包。
[0013] 进一步地，Pij的计算方法为：
[0017] -种车际通信传输延迟模型建立装置，包括延迟计算模块，所述延迟计算模块用 于在路口 m与η间传递数据包，根据下列公式计算延迟D:
[0019]其中d为预期的数据包转发延迟，Pij为在Ii通过rij转发包的概率;N(j)为一组Ij的 相邻路口，
[0020] d满足下列计算方式：
[0022]其中rij为从Ii到Ij的路径；lij为rij的欧式距离;Pij为rij的车辆密度;Vij为rij的车 辆平均速度;屯为Ujl通期的数据包转发延迟;R指的是无线传输范围，c是指单跳数据包 传输的平均延迟。
[0023]进一步地，还包括数据包转发模块，
[0024] 所述数据包转发模块用于为每个相邻路口的延迟D排序，并沿着最小延迟的路转 发数据包；
[0025] 具体还用于，在路口可用的通信范围内所有车辆中，向最小延迟的路上的汽车发 送数据包。
[0026]进一步地，Pij的计算方法为：
[0030] 区别于现有技术，上述技术方案通过改进了车际通信传输延迟模型，能够在车际 通信的情景下计算较远距离外的传输延迟，通过估算传输延迟，决定在交互时的数据包转 发策略，提高了车际通信的效率。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明【具体实施方式】所述的车际通信传输延迟模型建立方法流程图；
[0032] 图2为本发明【具体实施方式】所述的车际通信传输延迟模型建立装置模块图；
[0033] 图3为本发明【具体实施方式】所述的车际通信传输延迟模型实例；
[0034]图4为本发明【具体实施方式】所述的三角形通路图；
[0035]图5为本发明【具体实施方式】所述的已知边界内传输示意图。
[0036] 附图标记说明：
[0037] 200、延迟计算模块；
[0038] 202、数据包转发模块。
【具体实施方式】
[0039] 为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实 施例并配合附图详予说明。
[0040] 总体思路
[0041] 车载自组织网络中的车际通信，是基于携带和转发，高效地将数据包路由到目的 地并在一个合理的延迟内接收应答。当路由不存在时，节点携带包；当新的接收器出现在它 的范围时，节点转发包。
[0042]虽然地理转发方法的贪婪边界无状态路由（GPSR)，总是选择更接近目的地的下一 跳，在自组网中的数据传输相当高效，但可能不太适合稀疏连接的车载网络。在稀疏网络， 车辆应该尽量利用无线通信，无线通信明显比车辆携带快得多;若必须携带传输，应尽可能 采用移动速度更快的车辆；由于车载自组织网络的不可预测性，不能希望数据包沿着预先 计算的最优路径成功转发，所以在整个数据包转发过程中路径选择须持续动态执行。
[0043]基于以上原则，车辆辅助数据的车际通信传输延迟的建模须对车辆间的距离分 布、源与目的之间的路径分布、路径选择概率等分别建模。
[0044] 具体方法
[0045] A.前提条件
[0046] 模型的建立前提要求车辆通过短程无线频道(100-250m)进行通信，并在数据包报 头携带特定的信息：如源ID、源位置、数据包生成时间、目的地位置、过期时间等数据。车辆 可以通过三角测量或GPS知道其位置，在周期性信标中附上自己的物理位置、移动速度、方 向信息，这些信息可以被它们单跳的邻居节点获取。同时，要求车辆配有预加载的数字地 图，提供街道地图和交通统计数据如交通密度、道路上的车辆在不同时刻的速度和路口的 交通信号时间表(如红色信号间隔的长度）。
[0047] B.模型的构建
[0048] 用以下符号定义数据包转发延迟：
[0049] 1)句：从1倒込的路径；
[0050] 的欧式距离；
[00511 3)Ρυ:η」的车辆密度；
[0052] 4)vij:rij的车辆平均速度；
[0053] 5)(1^ :乜到込预期的数据包转发延迟。
[0054]假设车辆间的距离遵循指数分布，其平均距离等于1/^」。则
[0056] 其中R指的是无线传输范围，c是指单跳数据包传输的平均延迟。等式（1)指的是车 辆间的距离小于R的部分1 - 的路，在这部分转发数据包采用无线传输。其余的路 上，车辆需要携带数据。显然，交通密度越大，车辆携带的占比就越小。
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