车联网中内容分发方案及激励机制的研究

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车联网(VANETs,Vehicular Ad hoc Networks)近年来在国内外快速的发展和广泛的理论研究,一个目标是利用车联网增加道路安全来避免用户在道路上发生事故和交通拥塞,另一个目标是通过车辆与车辆(V2V,vehicle to Vehicle)和车辆与路边基础设施RSU(V2R,Vehicle to Rode Side Unit)的通信来提供智能交通和娱乐等应用。随着V2R通信在科技、智能交通、用户娱乐等方面呈现出的越来越重要的作用,车辆在行驶过程中为了获得满意的用户体验和实时道路安全信息,对车辆和RSU之间的通信提出了更高要求。而RSU通信范围有限且大规模设置成本较高。因此,RSU的部署呈现出了不规则性,使得非热点区域(例如居民区、工业区)中RSU部署稀疏。在V2R通信过程中,车辆和RSU间存在端到端链接维持困难以及带宽、信道资源受限等因素,导致RSU负载不均衡、通信延迟长和RSU资源利用率低等问题。因此,本文要充分利用车辆之间的资源共享来解决V2R通信间断性链接问题。但是在现实生活中,车辆可能会根据车主的选择表现出自私性,不愿意共享自己的资源,这种间断性链接和自私性都会严重影响网络性能。针对以上VANETs中存在的问题,本文研究了两方面的内容:首先,本文采用改进的序贯决策方法,针对间断性链接问题,提出了一种车辆在RSU通信盲区中的内容分发方案。RSU利用序贯决策方法,针对车辆的运动参数,选择出内容协助分发车辆集合。序贯决策是由多个按时间顺序相互关联的决策阶段组成,不同阶段所选择出来的车辆组成了整个序贯决策内容分发车辆集合;实现了资源的实时交互,提高了用户满意度。其次,本文采用联盟博弈的方法,提出了一种适应VANETs节点的不确定性,动态的加入和离开,网络场景多样性的激励机制;该机制解决了内容资源下载和共享时存在的两种自私行为,即激励了车辆愿意从付费接入的RSU下载资源的同时,也激励了车辆与车辆之间资源的共享,自动约束车辆节点的自私性,提高内容分发的有效性,最终使得车辆用户能够及时获得交互信息以及较高的满意度。
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