CN108540927A - 一种车联网广告数据分发路径选择方法和系统 - Google Patents

一种车联网广告数据分发路径选择方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车联网广告数据分发路径选择方法和系统。该方法包括：1)设定广告消息集合中每个广告消息的属性，包括广告消息产生位置、广告消息的有效区半径和广告消息的缓冲区半径；2)设定车辆集合中任意车辆对任一广告消息的感兴趣程度；3)任意车辆节点在遇到邻居节点时，判断该车辆节点的当前位置与广告消息产生位置之间的距离，利用该距离与广告消息的有效区半径、广告消息的缓冲区半径的关系，并结合邻居节点对广告消息的感兴趣程度，实现广告消息的转发。本发明利用自身节点和邻居节点的移动特性等信息实现广告消息的高投递率；利用车辆用户的兴趣爱好信息，达到较高的投递有效率，并较好的规避了广播风暴等高投递成本的问题。

Description

一种车联网广告数据分发路径选择方法和系统
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，具体为一种车联网广告数据分发路径选择方法和系统。
背景技术
车联网中，广告信息的投递就其应用人群和商业利润来说，其必定有广阔的发展前景。广告消息的投递目标从销售者与消费者的角度来说，销售者希望将自身广告投递给更多感兴趣的人群，而消费者则希望接收到更多自己感兴趣的广告，如何将这两者的目标进行统一，需要一个良好的机制将两者进行协调。
目前，针对车联网中的广告服务，各界研究学者们相继提出了一些面向这种特殊应用的转发方法，这些方法总体分为两部分：一是基于广播的，二是基于单播的。文献“ChenZ,Shen H T,Xu Q,et al.Instant advertising in mobile peer-to-peer networks.[C],in Proceedings of 25th International Conference on Data Engineering,2009.ICDE'09.IEEE,2009:736-747.”中设计了多个基于概率的广告消息分发算法，概率的值取决于发送节点的位置、广告消息的体积和受欢迎程度。但是总的来说，基于广播的路由协议忽略了网络代价，无论广播域内的节点是否需要此信息，都要牺牲自己的网络资源来接收此信息。不仅如此，用广播的方式传递广告，非常容易引起广播风暴问题，致使网络性能进一步下降。
文献“Ott J,Hyytia E,Lassila P,et al.Floating content:Informationsharing in urban areas.[C],in Proceedings of International Conference onPervasive Computing and Communications(PerCom).IEEE,2011:136-146.”和“HyytiaE,Virtamo J,Lassila P,et al.When does content float？characterizingavailability of anchored information in opportunistic content sharing.[C],inProceedings of International Conference on Computer Communications.IEEE,2011:3137-3145.”提出了一种称为Floating Content的广告分发协议，广告根据预定义的概率算法，进行广告分发。这种算法能够实现较高的广告投递率，却忽视了网络消耗的问题，因此总体上性价比不高，但现阶段为止，相比于其他广告分发协议，此协议能够实现较高的消息投递率和有效率。文献“Li X,Qiao C,Hou Y,et al.On-road ads delivery schedulingand bandwidth allocation in vehicular CPS.[C],in Proceedings of InternationalConference on Computer Communications.IEEE,2013:2571-2579.”主要通过接入点(Access Point，简称AP)将广告信息发送给经过AP的车辆节点，文中主要研究了AP在消息传递过程中带宽分配的问题，每个AP根据用户对不同种类消息的兴趣、用户未来的行进路线以及当前的交通状况等信息来调度链路资源，优先将链路资源分配给那些可能购物的人群，以实现广告效用的最大化，但该方法没有考虑广告消息在节点之间的转发策略及资源分配策略。
发明内容
为了克服现有的车联网广告消息投递过程中，无法兼顾广告投递率、广告投递的有效率、车辆节点特殊行驶轨迹、投递人群喜好等因素的算法缺陷，本发明提供一种新型的车联网广告消息投递的路径选择方法和系统，在考虑车辆节点特殊运动轨迹的基础上，实现较高的广告投递率及投递有效率，同时还兼顾了区域人员兴趣以实现降低投递成本的目标。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种车联网广告数据分发路径选择方法，包括以下步骤：
1)设定广告消息集合中每个广告消息的属性，包括广告消息产生位置、广告消息的有效区半径和广告消息的缓冲区半径；
2)设定车辆集合中任意车辆对任一广告消息的感兴趣程度；
3)任意车辆节点在遇到邻居节点时，判断该车辆节点的当前位置与广告消息产生位置之间的距离，利用该距离与广告消息的有效区半径、广告消息的缓冲区半径的关系，并结合邻居节点对广告消息的感兴趣程度，实现广告消息的转发。
进一步地，步骤2)中车辆对广告消息的感兴趣程度的取值范围为(0,1)，其中0代表无兴趣，1代表非常感兴趣。
进一步地，步骤3)中，任意车辆节点vi在遇到邻居节点时，触发广告消息转发流程，所述广告消息转发流程包括：
a)遍历vi的自身消息队列中的每一个消息；
b)对于任意消息mj，首先判断vi当前位置与广告消息产生位置Oj之间的距离dojvi；
i.如果dojvi小于等于rj，则vi将此消息mj转发给对消息mj感兴趣的所有邻居节点；
ii.如果dojvi大于rj，且小于等于Rj，则vi将此消息mj转发给具有最大传播效用且大于vi自身传播效用的邻居节点，并在自身消息队列中删除此消息mj；
iii.如果dojvi大于Rj，则vi在消息队列中删除此消息mj；
c)当车辆vi的自身消息队列中的所有消息都遍历完毕后，消息转发流程结束。
进一步地，步骤ii中所述传播效用的计算公式为：
其中，SPUmj(vi)表示车辆节点vi对于消息mj的传播效用，N(vi)表示节点vi的邻居节点，|N(vi)|表示节点vi的邻居节点数量，Tmj(vi)表示节点vi在消息mj的覆盖区域内的剩余停留时间，Ivimj表示车辆vi对消息mj的感兴趣程度。
一种车联网广告数据分发路径选择系统，其包括：
广告消息属性设定模块，负责设定广告消息集合中每个广告消息的属性，包括广告消息产生位置、广告消息的有效区半径和广告消息的缓冲区半径；
感兴趣程度设定模块，负责设定车辆集合中任意车辆对任一广告消息的感兴趣程度；
广告消息转发模块，负责在任意车辆节点在遇到邻居节点时，判断该车辆节点的当前位置与广告消息产生位置之间的距离，利用该距离与广告消息的有效区半径、广告消息的缓冲区半径的关系，并结合邻居节点对广告消息的感兴趣程度，实现广告消息的转发。
进一步地，所述广告消息属性设定模块设置于生成广告消息的接入点即AP内，所述感兴趣程度设定模块和所述广告消息转发模块设置于车辆节点，通过AP与车辆节点之间以及各车辆节点之间的通信实现广告消息的转发。
本发明的有益效果是：
1)利用自身节点和邻居节点的移动特性等信息，实现广告消息的高投递率。广告投递率是指收到广告消息的节点数量与所有经过AP的节点数量之比。
2)利用车辆用户的兴趣爱好信息，实现广告消息的定向转发，达到较高的投递有效率，并较好的规避了广播风暴等高投递成本的问题。投递有效率是指访问目标区域的节点数量与所有接收到广告消息的节点数量之比。
附图说明
图1是本发明的广告消息属性图。
图2是本发明的广告消息转发流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。
本实施例的车联网广告数据分发路径选择方法，包括以下步骤：
1.设定广告消息集合及广告消息的属性
设定广告消息集合M＝{m1，m2，m3，…，mj}，每个消息mj都有三个属性(Oj，rj，Rj),如图1所示。其中，Oj代表广告消息发布点(或称为广告消息产生位置)，rj代表消息mj的有效区半径，Rj代表消息mj的缓冲区半径，且rj<Rj，有效区半径内的感兴趣节点(即感兴趣的车辆)都应收到此消息，缓冲区半径内的感兴趣节点只有部分会收到此消息。
2.设定车辆集合及车辆对消息的感兴趣程度
设定车辆集合为V＝{v1，v2，v3，…，vi}，任意车辆vi含有消息集合M中的部分消息，任意车辆vi针对任一消息mj都含有一个属性Ivimj，代表车辆vi对消息mj的感兴趣程度，其取值范围为(0,1)，0代表无兴趣，1代表非常感兴趣。各个车辆节点预先设定好该属性值。
3.广告消息转发流程
任意车辆vi在遇到新的邻居节点时，都会触发如图2所示的流程，包括以下步骤：
a)遍历车辆vi的自身消息队列中的每一个消息。
b)对于车辆vi携带的任意消息mj，首先判断车辆vi当前位置与广告消息产生位置Oj之间的距离dojvi。
i.如果此距离小于等于rj，则车辆vi将此消息mj转发给对消息mj感兴趣的所有邻居节点，即属性Ivimj的值大于0的邻居节点。
ii.如果此距离大于rj，小于等于Rj，则车辆vi将此消息mj转发给具有最大传播效用(SPU)且大于车辆vi自身传播效用的邻居节点，并在自身消息队列中删除此消息mj。
此步骤中当前节点需要分别计算车辆vi自身和邻居节点针对消息mj的传播效用，其计算公式如下，SPUmj(vi)表示节点vi对于消息mj的传播效用，N(vi)表示节点vi的邻居节点，|N(vi)|表示节点vi的邻居节点数量，Tmj(vi)表示节点vi在消息mj的覆盖区域内的剩余停留时间。
iii.如果此距离大于Rj，则车辆vi在消息队列中删除(丢弃)此消息mj。
c)当车辆vi的自身消息队列中的所有消息都遍历完毕后，此过程结束。
本发明另一实施例提供一种车联网广告数据分发路径选择装置，其包括：
广告消息属性设定模块，负责设定广告消息集合中每个广告消息的属性，包括广告消息产生位置、广告消息的有效区半径和广告消息的缓冲区半径；
感兴趣程度设定模块，负责设定车辆集合中任意车辆对任一广告消息的感兴趣程度；
广告消息转发模块，负责在任意车辆节点在遇到邻居节点时，判断该车辆节点的当前位置与广告消息产生位置之间的距离，利用该距离与广告消息的有效区半径、广告消息的缓冲区半径的关系，并结合邻居节点对广告消息的感兴趣程度，实现广告消息的转发。
上述三个模块中，可以将广告消息属性设定模块部署于生成广告消息的AP内，感兴趣程度设定模块和广告消息转发模块设置于车辆节点上，通过AP与车辆节点之间以及各车辆节点之间的通信，实现广告消息的上述转发流程。可通过车辆自身具有的计算单元、通信单元，执行计算以及通信等操作。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (9)

1.一种车联网广告数据分发路径选择方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)设定广告消息集合中每个广告消息的属性，包括广告消息产生位置、广告消息的有效区半径和广告消息的缓冲区半径；
2)设定车辆集合中任意车辆对任一广告消息的感兴趣程度；
3)任意车辆节点在遇到邻居节点时，判断该车辆节点的当前位置与广告消息产生位置之间的距离，利用该距离与广告消息的有效区半径、广告消息的缓冲区半径的关系，并结合邻居节点对广告消息的感兴趣程度，实现广告消息的转发。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中车辆对广告消息的感兴趣程度的取值范围为(0,1)，其中0代表无兴趣，1代表非常感兴趣。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，任意车辆节点vi在遇到邻居节点时，触发广告消息转发流程，所述广告消息转发流程包括：
a)遍历vi的自身消息队列中的每一个消息；
b)对于任意消息mj，首先判断vi当前位置与广告消息产生位置Oj之间的距离dojvi；
i.如果dojvi小于等于rj，则vi将此消息mj转发给对消息mj感兴趣的所有邻居节点；
ii.如果dojvi大于rj，且小于等于Rj，则vi将此消息mj转发给具有最大传播效用且大于vi自身传播效用的邻居节点，并在自身消息队列中删除此消息mj；
iii.如果dojvi大于Rj，则vi在消息队列中删除此消息mj；
c)当车辆vi的自身消息队列中的所有消息都遍历完毕后，消息转发流程结束。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤ii中所述传播效用的计算公式为：
其中，SPUmj(vi)表示车辆节点vi对于消息mj的传播效用，N(vi)表示节点vi的邻居节点，|N(vi)|表示节点vi的邻居节点数量，Tmj(vi)表示节点vi在消息mj的覆盖区域内的剩余停留时间，Ivimj表示车辆vi对消息mj的感兴趣程度。
5.一种车联网广告数据分发路径选择系统，其特征在于，包括：
广告消息属性设定模块，负责设定广告消息集合中每个广告消息的属性，包括广告消息产生位置、广告消息的有效区半径和广告消息的缓冲区半径；
感兴趣程度设定模块，负责设定车辆集合中任意车辆对任一广告消息的感兴趣程度；
广告消息转发模块，负责在任意车辆节点在遇到邻居节点时，判断该车辆节点的当前位置与广告消息产生位置之间的距离，利用该距离与广告消息的有效区半径、广告消息的缓冲区半径的关系，并结合邻居节点对广告消息的感兴趣程度，实现广告消息的转发。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述广告消息属性设定模块设置于生成广告消息的接入点即AP内，所述感兴趣程度设定模块和所述广告消息转发模块设置于车辆节点，通过AP与车辆节点之间以及各车辆节点之间的通信实现广告消息的转发。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述感兴趣程度设定模块设定的车辆对广告消息的感兴趣程度的取值范围为(0,1)，其中0代表无兴趣，1代表非常感兴趣。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，任意车辆节点vi在遇到邻居节点时，所述广告消息转发模块执行以下操作以实现广告消息转发：
a)遍历vi的自身消息队列中的每一个消息；
b)对于任意消息mj，首先判断vi当前位置与广告消息产生位置Oj之间的距离dojvi；
i.如果dojvi小于等于rj，则vi将此消息mj转发给对消息mj感兴趣的所有邻居节点；
ii.如果dojvi大于rj，且小于等于Rj，则vi将此消息mj转发给具有最大传播效用且大于vi自身传播效用的邻居节点，并在自身消息队列中删除此消息mj；
iii.如果dojvi大于Rj，则vi在消息队列中删除此消息mj；
c)当车辆vi的自身消息队列中的所有消息都遍历完毕后，消息转发流程结束。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述传播效用的计算公式为：
其中，SPUmj(vi)表示车辆节点vi对于消息mj的传播效用，N(vi)表示节点vi的邻居节点，|N(vi)|表示节点vi的邻居节点数量，Tmj(vi)表示节点vi在消息mj的覆盖区域内的剩余停留时间，Ivimj表示车辆vi对消息mj的感兴趣程度。
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