1.一种车辆自组织网络路由选择方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
S1:采用逻辑代数化算法确定源车辆(Source Vehicles,SV)与目的车辆(Destination Vehicle,DV)之间满足SV业务需求的所有候选路由;
S2:基于随机网络演算(Stochastic Network Calculus,SNC)理论,建模SV业务随机到达曲线;
S3:基于SNC理论,建模SV与DV之间候选路由中继车辆(Relay Vehicles,RVs)随机服务模型;
S4:评估SV业务经各候选路由传输所对应的传输速率;
S5:评估SV业务经各候选路由传输所对应的端到端时延边界;
S6:针对SV业务特性,选择对应传输性能最优的路由为目标路由。
2.根据权利要求1所述的一种车辆自组织网络路由选择方法,其特征在于:在步骤S1中,采用逻辑代数化算法确定SV与DV之间的所有候选路由,具体步骤如下:S11:建立网络节点关联矩阵并确定元素初始值,假设网络存在Z个节点,其中节点1为源节点,建立节点关联矩阵Q=[qi,j]Z×Z,qi,j为节点i与节点j的关联度;若节点i与节点j之间无直接连接链路,qi,j=0;若节点i与节点j之间存在直接连接链路,则qi,j=Xi,j,Xi,j表示节点i与节点j之间的链路;若节点之间存在多条直接连接链路时, 若i=j,qi,i=1;
S12:关联矩阵行间整合与删除运算:调用公式q′i,j=qi,k·qk,j+qi,j对矩阵的第k行进行整合与删除,其中,q′i,j为整合后矩阵中的元素,i,j≠k;
S13:依次整合与删除关联矩阵中第2行到第Z行,直到矩阵中仅余第1行为止,此时,该行中每一个逻辑表达形式均表示源节点和对应目的节点的连接关系,其中每一个逻辑乘积项即表示一条源节点和对应目的节点间的候选路由,逻辑乘积项的集合即为源节点与目的节点间的全部候选路由,假设N为候选路由数目。
3.根据权利要求1所述的一种车辆自组织网络路由选择方法,其特征在于:在步骤S2中,所述SV的业务随机到达曲线αi(t)建模包括:令αi(t)为SV传输第i种业务时对应的随机到达曲线,i=1,2表示业务类型,i=1表示语音业务,i=2表示视频业务;针对语音业务,即i=1时,采用马尔科夫开关模型建模业务随机到达曲线,令p1和p2分别表示源节点有数据流发送及无数据流发送的稳态概率,P1,2及P2,1为相应的状态转移概率,可得 建模λ1为语音业务生成速率,θ>0为自由参数;i=2时,采用分型布朗运动模型建模业务随机到达曲线,可得 其中,λ2为视频业务生成速率,为高斯随
机变量的标准差,h为赫斯特参数,反映业务流的长范围依赖性。
4.根据权利要求1所述的一种车辆自组织网络路由选择方法,其特征在于:在步骤S3中,所述RV的随机服务过程Sj,k(τ,t)建模如下:令Sj.k(τ,t)表示第j条候选路由第k个车辆的随机服务曲线,其中,τ∈(0,t],j=1,2…N,k=1,2…Mj,Mj为第j条候选路由的车辆数目,Sj.k(τ,t)可建模为:Sj,k(τ,t)=Rj,k(t-τ-ωj,k),其中,Rj,k为第j条候选路由第k个车辆的服务速率,建模为:Rj,k=Bj,klog2(1+γj,k),Bj,k为第j条候选路由第k个中继车辆的传输带宽,γj,k为相应接收信噪比,建模为 Pk-1为第j条候选路由第k-1个车辆的发送功率,p0为源车辆的发送功率,σ2为传输信道噪声功率,hj,k为第j条候选路由第k-1个车辆与第k个车辆之间链路的增益,ωj,k为第j条路由第k个车辆的接入时延,建模为:ωj,k=E[Cj,k]+E[Bj,k]+Ts,其中, 为车辆自身受到冲突所需的时间,为最大重传次数,碰撞周期为Tc=RTS+DIFS,RTS为请求发送帧,DIFS为长帧间间隔, 为同一时隙邻居车辆发送数据的碰撞概率,L′为第k个车辆及它的邻居车辆总数,pa为每辆车发送数据包的概率; 为车辆在退避状态阶段,正常退避计时与其它车辆干扰所需的时间,计时器计数减1的时间 δ为一个时隙的长度,μl为第l
个避退阶段的平均避退间隔,信道中仅有一辆非目标车辆传输数据包的概率为Psuc=(L′-
1)pa(1-pa)L′-2; 为一次成功传输所需时间,H=LPHY+LMAC为分组头部大小,Lp为分组长度,LPHY和LMAC分别为物理层与MAC帧首部大小,R′p为分组传输速率,CTS为允许发送帧,ACK为确认帧,SIFS为短帧间间隔。
5.根据权利要求1所述的一种车辆自组织网络路由选择方法,其特征在于:在步骤S4中,所述评估SV业务经各候选路由传输时对应的传输速率,具体如下:令SV的第j条候选路由传输第i种业务对应的传输速率为 可得 其中, 为第j条路由第k个RV选择下一跳中继节点传输数据对应的传输速率,建模为: 其中,
其中,u(t)为时刻t背景业务的链路利用率,Dj,k(τ,t)为(τ,t]内经过节点k服务后离开的背景业务流。
6.根据权利要求1所述的一种车辆自组织网络路由选择方法,其特征在于:在步骤S5中,评估SV业务经各候选路由传输时对应的端到端时延,具体如下:第j条路由传输第i种业务时对应的端到端时延 建模为:其中,ε为违约概率, 和
分别为到达曲线和服务曲线的矩量母函数。
7.根据权利要求1所述的一种车辆自组织网络路由选择方法,其特征在于:在步骤S6中,针对SV业务特性,确定路由选择策略,具体为:若SV拟传输语音业务,令 为SV所传输业务的最大时延阈值,在满足 的条件下,选择对应 最小的路由j*,即: 若SV拟传输视频业务,令 为SV传输视频业务时对应的最小传输速率阈值,在满足 的条件下,选择对应 最大的路由,其中