[发明专利]一种基于车辆分簇的协作缓存方法

权利要求书

1.一种基于车辆分簇的协作缓存方法，其特征在于，基于缓存内容保存在目标路段上的各路边单元RSU或各路边单元RSU通信覆盖范围中的各车辆簇的簇头中，车辆簇中的车辆请求缓存内容时，先向其所属车辆簇的簇头请求，若其所属车辆簇的簇头中没有所请求的内容，则向路边单元RSU和路边单元RSU的通信覆盖范围中的其他车辆簇的簇头发出请求，车辆向与其所属车辆簇不相邻的车辆簇的簇头发出请求时，需要以路边单元RSU作为中继，按预设周期执行以下步骤，完成缓存内容位置的放置，使车辆从车辆簇的簇头或路边单元RSU中获取缓存内容，实现获取缓存内容过程中的时延和成本的最小化；

S1.分别针对目标路段上的各路边单元RSU，在各路边单元RSU的通信覆盖范围内划分车辆簇，每个路边单元RSU的通信覆盖范围中至少包括一个车辆簇，每个车辆簇中至少包括一个车辆；

S2.初始化车辆信息：分别针对目标路段上各个车辆簇内的各个车辆，以车辆通信范围内的其他车辆为邻居车辆，获取邻居车辆数量N、车辆与各邻居车辆的平均距离d、车辆与各邻居车辆的速度差总和v_d；

S3.分别计算车辆所属车辆簇内各车辆的权重，如果车辆的权重大于其所属车辆簇内各车辆的权重，则以该车辆为该车辆簇的簇头，否则该车辆为该车辆簇的簇成员；

S4.基于车辆从车辆簇的簇头或其所属通信范围的路边单元RSU获取缓存内容的方法，分别针对不同的获取缓存内容的方法，构建获取缓存内容的时延函数和获取缓存内容总成本函数；

S5.基于获取缓存内容的时延函数和获取缓存内容总成本函数，构建时延和获取缓存内容总成本最小化目标函数及约束条件；

S6.构建缓存方案样本，采用蚁群算法对时延和获取缓存内容总成本最小化目标函数进行求解，获得缓存方案样本所对应的时延和获取缓存内容总成本，以及缓存方案样本所对应的信息素、启发式信息、转移概率；

S7.以最小化时延和获取缓存内容总成本为目标，通过各缓存方案样本的参与迭代，获得使时延和获取缓存内容总成本最小的缓存方案样本，并基于该缓存方案样本，完成缓存内容位置的放置。

2.如权利要求1所述的一种基于车辆分簇的协作缓存方法，其特征在于，所述步骤S2中针对车辆簇中第k辆车辆，以V_k表示，目标车辆V_k与各邻居车辆的平均距离d如下式：

式中，x₁和x_k分别表示车辆V₁和车辆V_k的横坐标，y₁和y_k分别表示车辆V₁和车辆V_k的纵坐标；

车辆V_k与各邻居车辆的速度差总和v_d如下式：

式中，v₁和v_k分别表示车辆V₁和车辆V_k的速度。

3.如权利要求2所述的一种基于车辆分簇的协作缓存方法，其特征在于，所述步骤S3中，车辆V_k所属车辆簇内各车辆的权重计算方法如下式：

其中，w₁、w₂、w₃的关系如下式：

w₁+w₂+w₃＝1

式中，w为车辆的权重，w₁为邻居车辆数量的加权因子，w₂为车辆V_k与各邻居车辆的平均距离的加权因子，w₃为车辆V_k与各邻居车辆的速度差总和的加权因子。