分簇算法

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数据从源车辆传出 找到该簇簇头
簇间通信路由算法过程图:
直到目标所在簇簇头 簇头传递到目的地—也就是BS
跳到下一个簇头
公平机制:跨段传输的公平机制 簇间级别和簇内级别两个level
固定总带宽容量C,每一段带宽容量为C/N.假设一个有N段。C表示BS传 到Internet总的带宽量。fairness index (FI)
网孔帧结构
簇(段)SI状态转换图: 由6个阶段(phase)组成 一个生命周期——簇间通信过程!
每个簇的生命周期都是一个固定值Tdur,再被分割
centralized-scheduling algorithm——中央调度算法 基于TDMA制定出没有频谱重用的时隙分配方案然后发 布给SSS(簇成员)
第3个节点,通过第 5个节点为簇头,地 理位置是g3,下一 条簇头是节点6
Байду номын сангаас
每个车辆都分配到一个独立的ID.每个节点再广播一个五维信号5-tuple (i, h, g, iN , p),
簇大小的影响 • • • • 如果频繁的簇重新配置会占用资源。限制传输半径和交通拥堵,传输率和吞吐量 如果两个簇头的距离小于一个门限值,簇成员更少的那个簇会被解散,簇成员重新找到簇头。 vanet拓扑图:无向图G = (V,E)where V is a set of network nodes and E ⊆ V × V is a set of links between nodes. 最小支配集:产生NP-hard,NP-hard,其中,NP是指非确定性多项式(non-deterministic polynomial,缩写NP)。所谓的非确定性是指,可用一定数量的运算去解决多项式时间内可解决的 问题。 每个节点可以获得邻近节点的优先权信息。 簇头选择:1、可以长途奔袭。2、欲速则不达,速度不要太快3、一旦选定簇头,除非簇解散,否 则不进行重新计算簇头的计算。 集群注册和更新
共享信道:spectrum underlay:次级用户传输功率很低不影响初级用户,但是也限制了次级用户,超宽带 UWB经常使用 &spectrum overlay:给主用户一个专项信道许可证来使用频谱——同类次级用户的行为: 1、Spectrum sensing:频谱感知,如果感知干扰没有找到主用户的干扰,表示可以机会主义进入到该信 道 2、Coordination with peers and data transmission:协同感知和传输数据,频谱感知的组件以及用于次级 传输介质访问可能是合。并成一个单一的认知MAC协议,节点利用广播或者多播进行 3、放弃频谱:如果检测到主用户的进攻(碰撞),次级用户需要退出,避让!
专享信道:
• 次级用户在专享信道中传递控制信息(专享信道可以分配给次级用户) 需要强调的是:该专享信道也可以拿来传递信息 • 采用省电机制PWS:power saving mechanism ,将时间分成【信标 间隔】,所有的次级用户通过【周期性信标传输】进行同步。 • 关于信标:信标间隔字段(2个字节)Beacon Interval field每隔一段时间 就会发出的 Beacon(信标)信号,用来宣布 802.11 网络的存在。除 了包含 BSS 参数的信息,也包含基站暂存帧的信息。信标号间隔是 传送无线电信标至客户端的时间间隔,其单位为Kusecs (一个Kusec 等于1,024微秒)。可供使用的范围为1~65535,默认值为100。 • 信标间隔组成:选择--感知--数据传输(ATIM:ad hoc traffic indication message)在预定控制信道中发送给潜在接受者。---接收 者传输一个ATIM-ACK信息回去。---在进行感知,多个用户一起协同 采用退避机制。ATIM 的window需要够大,积压的二级用户可以传递 信息。为了避免碰撞,经过RTS/CTS/DATA/ACK四次握手!
网关提供网络服务的叫“虚拟传输半径”下行链路和上行链路是在两条不同 信道上传输的。
车间通信 • • • 使得车辆间何时何地都可以进行通信。 VANET:vehicular ad hoc networks特点:移动性,需要昂贵的开销,需要更新拓扑结构。 PPC:position-based prioritized clustering
如何成为竞争成为簇头
有竞争资格的簇成员需要具备的条件
簇间通信路由算法: from a source vehicle to its SH, from SH(s) to SH(s + 1) until arriving at the SH of the destination segment, and, finally, from this SH to the destination vehicle. 通过簇,数据直接从下行链路 的 SHs传送到上行链路的SHs中
簇内通信:簇间通信模型同样适用簇 内通信
Tdur = ai + bi + hi + ci Inactive(不活跃阶段):未分配到时隙所 持续的时间,其长度依赖于“调度算法”, 如果segment 网络帧可以共享,它可以很 小,否则可能和整个生命周期一样长 ai:Intersegment packet-receiving 簇间数 据包的接收:传输上行链路数据包,从 SI+1到SI。SN(离开BS最远的那个簇没有 整个阶段)当segment变成active时,开始接 收数据时间为ai bi:Local-packet-collecting(本地数据包收 集)节点开始在控制子帧争夺信道接入,争 夺成功可以想簇头发送信息,信息包括:主 动授权服务、实时轮询服务、尽力而为等, 可以预定到ACM和时隙分配机会,通过这 些时隙,簇成员向簇头发射数据,所有数据 集成到LPI中 AP generating phase:API=LPI+API1可以 忽略 hi:Next head-selection phase:从SI传到 SI-1簇,簇成员开始竞争成为簇头,竞争时 间 ci:Intersegment packet-sending phase: 从SI传到SI-1
时隙分配给簇成员的步骤分为两步 第一步:BS分配时隙给segment第二部:段内(簇内)时隙分配
第一步:第二部:这两个部分需要好好消化!
饱和吞吐量段
• 假设:车辆一直有传输数据的需求,车联 网在饱和交通状态下操作。向SH传输一个 带宽需求的请求和连接按需分配多址。 • 阶段二进制指数退避。
频谱接入模型分类
带宽分配机制:簇间和簇内的分配 簇间的带宽分配不是很绝对,它可以根据簇成员的要求,按需分配给簇成员。 假设簇的总需求是Reqi,则簇中每个簇成员平均分配到p = (C/N)/Reqi的带 宽。未传输的数据被保存在车辆缓冲区内,在接下来分配到时隙的时候再传 输following time slot CEPEC是一个无切换的协议:未被传输的数据保存在簇成员而不是簇头, 因为簇头也在高速移动
• • •
[28]分布式聚类算法DCADistributed Clustering Algorithm
• DCA&DMAC分布式移动自适应簇
FCC框架探知
• 1、使用限制:频谱转让给租赁人使用特定的频谱服务条款是不变的。就是所有者能使用的权利, 租赁者也要能够全部使用得到。
论文[23]提供公平机制服务于车联网的跨层数据传输协议
• 摘要 CVIA:controlled vehicle Internet access,控制车辆互联网连接。提高端到端 的吞吐量并且提供公平机制。CVIA通过长距离传输消除中继包的争用。 CVIA创建单挑车簇,通过把道路分成段和控制激活的时间长度来避免隐 藏节点的问题。使用【分析通量估算模型】,提高各段的公平性。 This architecture is useful not only to connect vehicles to other networks but also to connect isolated vehicle groups to each other 使用单挑簇,有一个车辆传输信息时,不再争用!
segment——cluster模型 数据包在簇头之间的传输
SvC:一个BS通过多跳路由所能到达的 覆盖范围。一个SvC由7个segments组 成。每个SH(簇头)和BS传输辐射范 围是R,簇的长度是L,L=2R/3. BS的存在:车辆需要接入互联网是要通 过BS再到达网关再连接到互联网
BS向SSS传送的EAP信息
专享信道:long-term exclusive-use and the dynamic exclusive-use 专享信道和授权用户是一对的!初级用户和次级用户的行为
长期专享信道:不变的fixed usetype(欧洲和亚洲) 和flexibleusetype两种,共享信 道的授权以及占用是时间都是不变的 短期专享信道: 动态频谱分配:只有一家运营商拥有频谱使用权,但是主人身份和使用类型可以 改变---二级市场Secondary Markets 频谱使用权转让的两种方式——租赁 1、Spectrum manager:持证人作为频谱管理者,租赁人拥有频谱转让权将对授 权频谱所有动作都转给持有人。FCC联邦电信交通委员会 2、De facto Transfer世纪转让。完全转让给租赁者用,长期>360.短期<360
CEPEC模型
cross-layer protocol called coordinated external peer communication (CEPEC) for Internet-access services and peer communications for vehicular networks. 协同外部对等通信协议
传输调度:同步传输:集中或分布式传输 分配给SHs的总的传输时间:鉴于segment数量不多,采用集中 式还是很合理的一种做法。最大限度地提高传递到基站吞吐量, 同时保证带宽使用率公平 簇内:请求与补助机制 因为簇内成员可以很多而且交通流量不清 晰。簇头在上行链路子帧分配一定量的时间给簇成员。簇成员用 【截断二进制指数算法】开始竞争。SH接收到交通信息以后要保 证一定量的时间以传送到下一个簇。所有的时隙分配都是采用广 播机制的,因为不知道哪一个车辆会成为簇头!!!是局部广播, 开销不是很大
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