多维博弈车联网高效传输机理及关键技术

Recently, the intelligent vehicular network has been a hot research topic. In addition, it has gained a lot of concern from both the society and the market. However, there are still plenty of open issues. The main problem is that the traditional schemes are not suited to the sophisticated mobility characters in the complex environment. To meet these requirements, we propose to research on the intelligent vehicular Internet based on complex cooperation of multi-networks, including: ① Considering the complex cooperation of multi-networks, such as 3G, 4G, 5G, WiFi and satellite, we aim at establishing an architecture based on multidimensional gaming to take full advantage of multiple wireless networks; ② Considering the high fluctuations of round-trip delay and packet loss rate, we focus on introducing some algorithms on detection, gaming, modeling, and forecasting to solve the problem that the existing monitoring mechanisms cannot fully reflect the network characteristics; ③ Considering the dynamic patterns of applications, we aim at proposing a smart mapping between the services and the logic network resources to solve the problem that the traditional management mechanisms are not fully applicable in mobile vehicular networks.

目前，智慧车联网既以其理论和技术复杂性成为研究热点，又以其迫切需求得到社会和市场的高度关注。现有的并行传输理论和机制难以适应车联网所处的复杂网络环境和移动特性，难以实现高效的传输。为此，本项目研究多维博弈车联网高效传输机理及关键技术，包括：①创建多维博弈车联网高效传输理论模型，以协同利用复杂的多维无线网络资源；②提出多维网络透彻感知、博弈建模和预测方法，解决现有检测机制未充分反映网络特征的问题，以适应时延变化大、丢包率不稳定等复杂移动特性；③建立多维网络资源的弹性匹配与高效协同传输算法，选择不同的网系族群进行协同传输，达到高效利用网络资源的目的。

在智慧交通和车辆应急通信领域，目前的车联网尚难以实现高效可靠通信，难以支撑日益丰富的多形态业务。在移动交通中的典型复杂移动环境中，车联网面临着无线网络多样、信号衰落、电磁干扰、车体损耗、覆盖空白和频繁切换等主要问题。现有的并行传输理论和机制难以适应车联网所处的复杂网络环境和移动特性，难以实现高效的传输。为解决这些问题，满足车辆在复杂网络环境和移动场景下实现高效、可靠传输，本项目提出并创建了多维博弈车联网高效传输架构及其关键技术。（1）研究智慧车联网中多维网络融合的高效协同传输理论架构，对无线信号的衰落、覆盖空白、频繁切换和网络性能损耗的外部环境，以及网络传输时延变化大、丢包率不稳定网络特性进行了分析及评估，提出了多维博弈的高效协同传输理论模型。（2）研究多维网络感知及逻辑资源博弈聚合机制，提取网络参数并进行有效测量，研究并综合考虑关键性的网络状态参数，包括地址变化、地理位置坐标、信号强度、时延、丢包率、链路负载等信息，通过抽象和聚类形成逻辑网络资源，设计网络资源建模和预测方法，并进行性能分析和评估。（3）提出弹性匹配与高效协同传输算法，研究多维度业务族群分类，弹性匹配与协同传输算法，近实时将数据包调度到轻负载的逻辑资源以避开当前不具备服务能力的链路，尽可能的为用户提供更好的多径多网络数据分发服务。构建仿真和移动交通实际测试平台，验证相关理论与机制，提高网络可用性，并进行性能分析和评估。本项目的主要成果包括，申请国家发明专利10项，获授权6项；发表论文25篇，SCI检索18篇，EI检索7篇。培养博士生4名，硕士生4名。获省部级科学技术一等奖1项。参与出版专著一部。在第三届中国互联网基础资源大会进行特邀报告。参与提交新一代人工智能产业技术创新战略联盟标准草案1项。研究成果在实际的地铁、高铁、车辆应急通信等领域得到广泛应用，其可靠性和高效性得到了充分的验证。