[发明专利]一种针对车辆多跳通信网络的基站部署方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线车辆网络通信技术领域，尤其涉及一种针对车辆多跳通信网络的基站部署方法。

背景技术

无线车辆网络是一种新型的车辆通信网络。当给车辆装载了无线通信设备之后，车辆本身可以和附近一定范围内的其他车辆或者路边基础设施进行无线通信，通信的数据还可以储存在车辆的缓存中。为了实现车辆间的多跳通信，即车辆到车辆的数据包传输通信，车辆网络需要采用“储存-运输-转发”的策略。在城市中，可以通过车辆间的通信来传递路况信息、也可以帮助司机避免潜在的碰撞事故，当道路发生紧急事件后也可以利用车辆网络将信息传播到其他地方，还可以实现自动过路收费、停车点信息传播、发布广告等。然而由于车辆网络自身的特点：（1）车辆运动的不确定性导致迅速变化的拓扑结构（2）任意时刻往往不存在从源车辆节点到目的车辆的节点的完整传输路径。车辆网络中的多跳通信往往是高丢包率和高延迟的。研究表明，在路边部署基站的方法能够显著的提升车辆网络中的多跳通信性能。基站能够和附近的车辆进行通信，也能够和其他的基站进行有线通信，包括利用互联网。基站本身也具有很大的缓存用来储存数据。

由于基站的成本较高，需要使得部署的一定数量的基站拥有最大的提升效果。基站部署的位置与提升效果的关系最为密切。虽然目前已有很多基站部署方法，例如针对车辆传感器网络的部署方法、针对公共交通的基站部署方法和简单利用地理位置信息的方法，但是这些已有方法均不适用针对车辆间的多跳通信的基站部署。例如：针对车辆传感器网络的部署方法可以直接建立车辆轨迹与数据包收集之间的关系，但车辆传感器网络中的数据只涉及到一跳传输，即从车辆到基站，而车辆多跳通信网络中的关系和数据则复杂得多，显然针对车辆传感器网络的部署方法不适用针对车辆间的多跳通信的基站部署；针对公共交通的部署算法是完全已知车辆的运动规律的，与多跳通信网络中的车辆运动随机性并不同，显然也不适用针对车辆间的多跳通信的基站部署；利用地理位置信息的部署方法，通常是考察道路的流量信息，然后确定出一些的车流经过的热点，在热点出部署基站，然而根据这些流量信息确定的热点彼此间往往很接近，会造成基站的重复部署，显然也不适用针对车辆间的多跳通信的基站部署。

因此，需要一种新的专门针对车辆多跳通信网络的基站部署方法，能够避免现有基站部署方法在针对车辆多跳通信网络时的不足，实现车辆间的多跳通信。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对车辆多跳通信网络的基站部署方法，能够解决现有基站部署方法在针对车辆多跳通信网络时的不足，实现高传输性能的车辆间多跳通信。

为解决上述问题，本发明提供一种针对车辆多跳通信网络的基站部署方法，包括以下步骤：

（1）建立车辆社交网络，所述车辆社交网络中的每个节点代表车辆或者候选的基站位置，每个边代表车辆与车辆间或者车辆与候选的基站位置间的历史相遇情况；

（2）初始化：将所有的候选的基站位置设为一个候选集合，将所有的已选择的基站位置设为一个已选集合，并将已选集合设置为空集；

（3）根据所述车辆社交网络中的节点和边计算每一个候选的基站位置的优越性，并将优越性最高的候选的基站位置从候选集合中删除并添加到已选集合中，同时车辆社交网络被更新；

（4）判断已选集合中的基站位置数量是否达到基站部署的预设限制数量，若否，则返回步骤（3），继续选择优越性最高的候选的基站位置添加至已选集合中；若是，则执行步骤（5）；

（5）按照已选集合中的基站位置部署基站。

进一步的，步骤（1）中的车辆社交网络的边是用权值表示的，以区分不同的相遇频率所造成的不同的通信能力，边的权值和两节点的相遇次数相关，即随着相遇次数的增加，权值应当增加，但同时随着相遇次数的增加，权值增加的量不断减少。

进一步的，步骤（1）中的车辆社交网络的边采用权值公式(1-λn)/(1-λ)的计算值来表示，其中n表示相遇的次数，λ为一个权值调整的参数，0<λ<1。

进一步的，步骤（2）中初始化过程还包括：定义已选集合的所有基站位置的整体的中心性值，并将所述整体的中心性值的初始值设为0。

进一步的，步骤（3）的具体过程包括：

根据所述车辆社交网络中的节点和边计算每一个候选的基站位置添加至已选集合后的整体的中心性值较添加该候选的基站位置前整体的中心性值的增量，增量越大，优越性越高；

选择出所述增量最大的候选的基站位置，将其加入到已选集合中，并更新所述整体的中心性值，并将增量最大的候选的基站位置从候选集合中去除。