[发明专利]城市车载网络中基于稳定匹配的分布式存储方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及城市车载网络技术领域，特别涉及一种城市车载网络中基于稳定匹配的分布式存储方法及装置。

背景技术

车载网络是由大量装载在快速移动车辆上的具备感知、存储、数据处理和无线通信能力的传感器节点构成的移动自组织网络，在数据通信量大、服务质量要求高的城市车载场景中部署固定的路边基础设施，构建车路协同系统，从而提升数据传输效率。

目前对于车载网络中分布式存储的研究工作大都关注于如何将数据分布式存储于车载节点中，由于车辆高速移动且移动轨迹复杂多变，加之车辆通信的安全性问题，导致以车载节点作为存储单元来构建车载网络的分布式存储系统面临着极大的挑战。

现有技术中使用车路协同的分布式存储方法有助于解决上述存储系统的问题。现有的缓存信号机制，每个节点都按设定的时间间隔向其邻居节点广播它所存储的信息，包括所存储的数据以及一个关注度列表，关注度列表记录了各数据包经过该节点的次数，依据不同的关注度，对数据包采用不同的存储机制。近年来，部分研究工作开始关注于车载网络中多车协同的数据存储机制。现有的在随机游走移动模型下的静态数据分布机制，构建了带有约束的最优化公式来求解最佳分布方案，并分析了与数据分布密切相关的网络参数的影响，例如系统总存储空间、数据大小、车辆往返时长等。然而，在现有技术中只单一的考虑对一个参考指标进行优化，而未对其他重要指标进行优化，存储方案不能达到较好的综合性能指标，而且目前路边单元节点部署的价格比较昂贵，现有的方法没有能够最大限度的使用这一资源，甚至可能造成基础建设资金的浪费。因此，现有技术存在城市车载网络中数据接收率不够高和接收延时过大的问题，有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种城市车载网络中基于稳定匹配的分布式存储方法，该方法可以提高数据接收率，并且降低传输时延。

本发明的另一个目的在于提出一种城市车载网络中基于稳定匹配的分布式存储装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种城市车载网络中基于稳定匹配的分布式存储方法，包括以下步骤：预处理步骤：输入请求数据，并初始化冗余判断集合、关联路边单元集合和关联车载节点集合，根据第一车载节点集合对路边单元进行排列并逐个进行冗余判断，以生成数据副本和所述数据副本的相关请求信息，并去除原请求数据和所述原请求数据的相关请求信息；稳定匹配步骤：初始化二部图，其中，所述二部图的左顶点为所述请求数据，所述二部图的右顶点为路边单元，并计算所述左顶点和所述右顶点的偏好信息，以及根据所述左顶点和所述右顶点的偏好信息求解所述二部图的稳定匹配，并根据所述稳定匹配结果进行请求数据的分布式存储。

根据本发明实施例提出的城市车载网络中基于稳定匹配的分布式存储方法，通过初始化二部图，并计算左顶点和右顶点的偏好信息以求解二部图的稳定匹配，从而将原始问题转化为二部图的匹配问题，实现对请求数据进行分布式存储的目的，提高数据接收率，并且降低传输时延，从而可以获得较好的综合性能指标，提高用户的使用体验，节约存储资源和通信资源，降低成本。

另外，根据本发明上述实施例的城市车载网络中基于稳定匹配的分布式存储方法还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：对所述稳定匹配结果进行优化。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述对所述稳定匹配结果进行优化，进一步包括：初始化有向图；根据所述请求数据的偏好关系得到比目前的稳定匹配结果排名靠前的路边单元；以及查找所述路边单元的偏好关系，并根据所述偏好关系对所述稳定匹配结果进行优化。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述计算所述左顶点和所述右顶点的偏好信息，进一步包括：分别根据下一个存储周期内是否遇到路边单元和依次遇到的路边单元的集合计算车载节点的响应参数和相遇时延参数；根据所述响应参数和所述相遇时延参数获取所述左顶点的偏好信息和所述右顶点的偏好信息；以及分别根据所述左顶点的偏好信息和所述右顶点的偏好信息对所述右顶点和左顶点进行排序，以获取所述左顶点的右顶点偏好关系和所述右顶点的左顶点偏好关系。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据Gale-Shapley算法、所述左顶点的右顶点偏好关系和所述右顶点的左顶点偏好关系求解所述二部图的稳定匹配。