CN113783964A - 社交车联网的数据协同传输方法和装置 - Google Patents

社交车联网的数据协同传输方法和装置 Download PDF

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CN113783964A CN202111095202.5A CN202111095202A CN113783964A CN 113783964 A CN113783964 A CN 113783964A CN 202111095202 A CN202111095202 A CN 202111095202A CN 113783964 A CN113783964 A CN 113783964A
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Abstract

本申请提出了一种社交车联网的数据协同传输方法和装置，涉及车联网数据传输技术领域，其中，该方法包括：获取客户车辆发送的未被及时响应的数据请求信息，其中，数据请求信息中包含客户车辆所属的社区和行驶方向；对申请作为代理车辆的车按信誉值由小到大排序，选出代理车辆，并依次为选出的代理车辆选择下载的数据包，通过V2I通信将数据包传输给代理车辆；选择与代理车辆同方向行驶的前向车辆作为转发车辆，将数据包转发给转发车辆，由转发车辆继续向前转发，直到消息传到客户车辆，结束传输。本申请提出车车协同数据获取机制，通过附近车辆辅助下载和转发，帮助车辆及时获取数据，提高了消息传递的准确性和时效性。

Description

社交车联网的数据协同传输方法和装置
技术领域
本申请涉及车联网数据传输技术领域，尤其涉及一种社交车联网的数据协同传输方法和装置。
背景技术
对于车联网的数据传输方法，目前大多数研究是通过路边单元分发给车辆，但同一区域的车辆往往有类似的数据下载请求，如果忽略常见的请求，资源分配效率将相当低。考虑到同一区域消息请求的类似性，提出了边缘车辆辅助存储的方法。已有研究主要通过车的速度、位置等因素来选择边缘车辆辅助存储，影响消息传播的准确性和时效性。
近年来研究人员对不同车载网络路由协议的性能进行实验和分析，探索更高效、更快速的数据传输方法。目前基于车载社交网络(VSNs)提出的SARP路由协议，综合考虑了三个社交特征指标来计算转发策略，即社团熟识度、社会活动积极性和通讯能力。在不同移动速度和不同节点密度情况下的仿真实验表明，该协议缩短了消息传输的端到端延迟，提高了消息的传输率。还有研究人员提出了路边单元(RSU)可以通过分析从附近车辆发送的加密请求来找到流行数据，而不必牺牲其下载请求的隐私。此外，路边单元(RSU)将流行数据缓存在附近的合格车辆中，这些车辆被称为边缘计算车辆。如果车辆希望下载流行数据，可以直接从附近的电子控制车辆下载，该方法提高了系统的下载效率。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种社交车联网的数据协同传输方法，解决了现有方法主要通过车的速度、位置等因素来选择边缘车辆辅助存储，未充分考虑节点的社交属性，以及中间节点的辅助转发的技术问题，提出了车车协同数据获取机制，针对处在路边单元(RSU)边缘的车辆可能由于通信链路断开而未能及时获得所请求的数据，考虑车辆的社区属性以及行驶方向，通过附近车辆来辅助下载和转发，帮助车辆及时获取数据，可以提高消息传递的准确性和时效性，此外，车辆还具有一定的社交属性，不同社区的车辆请求的数据可能不同，不同社区的车辆移动模型可能不同。
本申请的第二个目的在于提出一种社交车联网的数据协同传输装置。
本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种社交车联网的数据协同传输方法，包括：获取客户车辆发送的未被及时响应的数据请求信息，其中，数据请求信息中包含客户车辆所属的社区和行驶方向；对申请作为代理车辆的车按信誉值由小到大排序，选出代理车辆，并依次为选出的代理车辆选择下载的数据包，通过V2I通信将数据包传输给代理车辆；选择与代理车辆同方向行驶的前向车辆作为转发车辆，将数据包转发给转发车辆，由转发车辆继续向前转发，直到消息传到客户车辆，结束传输。
可选地，在本申请的一个实施例中，信誉值的计算公式为：
RVi＝δp×[SPi×1+(1-SPi)×γ]×NPi+δf×[FPi×1+(1-FPi)×γ]×NFi
其中，RVi表示车辆Vi的信誉值，δp表示代理车辆的信誉值权重，SPi表示车辆Vi作为代理车辆时，成功传输到客户车辆的数据占比，NPi表示车辆Vi作为代理车辆的次数，γ表示未成功传输的数据的信誉值比例，δf表示转发车辆的信誉值权重，FPi表示车辆Vi作为转发车辆时，成功传输到客户车辆的数据占比，NFi表示车辆Vi作为转发车辆的次数。
可选地，在本申请的一个实施例中，依次为代理车辆选择下载的数据包，包括以下步骤：
根据所有客户车辆的数据请求信息生成三维请求张量；
从三维请求张量中提取出与代理车辆的行驶方向相同的车辆请求矩阵；
根据代理车辆的驾驶数据计算代理车辆与各社区车辆的相遇概率，进而计算出代理车辆行驶方向的数据包协同向量；
选择数据包协同向量中最大值对应的数据包发送给代理车辆。
可选地，在本申请的一个实施例中，根据代理车辆的驾驶数据计算代理车辆与各社区车辆的相遇概率，表示为：
Figure BDA0003268965640000021
其中，
Figure BDA0003268965640000022
表示代理车辆Vi与社区Cm中车辆的相遇概率，
Figure BDA0003268965640000023
q表示代理车辆Vi在过去一段时间T内遇到的车辆数目，qm表示遇到的车辆中来自社区Cm的数目。
可选地，在本申请的一个实施例中，代理车辆行驶方向的数据包协同向量的计算公式为：
Pi n＝Ei×RDn
其中，Ei表示代理车辆与各社区车辆的相遇概率，RDn表示与代理车辆的行驶方向相同的车辆请求矩阵。
可选地，在本申请的一个实施例中，当客户车辆收到数据包后，获取客户车辆发送的代理车辆和转发车辆信息，更新代理车辆和转发车辆的信誉值。
可选地，在本申请的一个实施例中，若客户车辆到达下一个路边单元时，还未成功收到数据包，获取此时的代理车辆和转发车辆信息，并删除数据包，结束传输，之后更新代理车辆和转发车辆的信誉值；
若数据转发过程中产生丢包，则结束传输，无法记录代理车辆和转发车辆信息。
为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种社交车联网的数据协同传输装置，包括：车辆装备OBU、路边单元RSU、第三方机构TA、内容服务提供商CSP，其中，
车辆装备OBU，包括客户车辆、代理车辆、转发车辆，客户车辆是请求下载文件的车辆，代理车辆是帮助客户车辆下载数据的车辆，转发车辆是帮助客户车辆在道路上转发数据包的车辆；
路边单元RSU，用于为附近的车辆提供网络接入服务，将数据传输到车辆上，从车辆上收集驾驶数据上传到云端；
第三方机构TA，用于给数据传输场景中的路边单元RSU和车辆装备OBU分发密钥，以实现第三方机构TA与路边单元RSU、车辆装备OBU之间的安全通信；
内容服务提供商CSP，用于向车辆提供与交通相关的信息服务。
为了实现上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由处理器被执行时，能够执行一种社交车联网的数据协同传输方法。
本申请实施例的社交车联网的数据协同传输方法、社交车联网的数据协同传输装置和非临时性计算机可读存储介质，解决了现有方法主要通过车的速度、位置等因素来选择边缘车辆辅助存储，未充分考虑节点的社交属性，以及中间节点的辅助转发的技术问题，提出了车车协同数据获取机制，针对处在路边单元(RSU)边缘的车辆可能由于通信链路断开而未能及时获得所请求的数据，考虑车辆的社区属性以及行驶方向，通过附近车辆来辅助下载和转发，帮助车辆及时获取数据，可以提高消息传递的准确性和时效性，此外，车辆还具有一定的社交属性，不同社区的车辆请求的数据可能不同，不同社区的车辆移动模型可能不同。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例一所提供的一种社交车联网的数据协同传输方法的流程图；
图2a为本申请实施例的社交车联网的数据协同传输方法的数据传输的请求数据阶段示例图；
图2b为本申请实施例的社交车联网的数据协同传输方法的数据传输的协助下载阶段示例图；
图3为本申请实施例二所提供的一种社交车联网的数据协同传输装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的社交车联网的数据协同传输方法和装置。
图1为本申请实施例一所提供的一种社交车联网的数据协同传输方法的流程图。
如图1所示，该社交车联网的数据协同传输方法包括以下步骤：
步骤101，获取客户车辆发送的未被及时响应的数据请求信息，其中，数据请求信息中包含客户车辆所属的社区和行驶方向；
步骤102，对申请作为代理车辆的车按信誉值由小到大排序，选出代理车辆，并依次为选出的代理车辆选择下载的数据包，通过V2I通信将数据包传输给代理车辆；
步骤103，选择与代理车辆同方向行驶的前向车辆作为转发车辆，将数据包转发给转发车辆，由转发车辆继续向前转发，直到消息传到客户车辆，结束传输。
本申请实施例的社交车联网的数据协同传输方法，通过获取客户车辆发送的未被及时响应的数据请求信息，其中，数据请求信息中包含客户车辆所属的社区和行驶方向；对申请作为代理车辆的车按信誉值由小到大排序，选出代理车辆，并依次为选出的代理车辆选择下载的数据包，通过V2I通信将数据包传输给代理车辆；选择与代理车辆同方向行驶的前向车辆作为转发车辆，将数据包转发给转发车辆，由转发车辆继续向前转发，直到消息传到客户车辆，结束传输。由此，能够解决现有方法主要通过车的速度、位置等因素来选择边缘车辆辅助存储，未充分考虑节点的社交属性，以及中间节点的辅助转发的技术问题，提出了车车协同数据获取机制，针对处在路边单元(RSU)边缘的车辆可能由于通信链路断开而未能及时获得所请求的数据，考虑车辆的社区属性以及行驶方向，通过附近车辆来辅助下载和转发，帮助车辆及时获取数据，可以提高消息传递的准确性和时效性，此外，车辆还具有一定的社交属性，不同社区的车辆请求的数据可能不同，不同社区的车辆移动模型可能不同。
在车辆请求数据的过程中，当数据需求过大时，蜂窝网络可能会面临网络拥塞问题，解决办法是让车辆能够从路边单元(RSU)检索内容，而不是直接向内容服务提供商(CSP)请求。但由于在公路上部署的路边单元(RSU)数量是有限的，难以覆盖全部车辆，处在路边单元(RSU)边缘的车辆可能由于通信链路断开而未能及时获得所请求的数据。这时可以考虑通过附近车辆来辅助下载和转发，帮助车辆及时获取数据。本申请提出车车协同数据获取机制，与路边单元(RSU)有良好通信联系的车辆可以帮助附近的请求车辆下载数据，并选择合适的转发节点将数据传输到请求车辆。
如表一所示，本申请部分符号含义如下。
Figure BDA0003268965640000051
表一
假设条件为：所有车辆节点具有相同的通信半径Rv；路边单元部署在主要路口处；在一次通信机会中，车辆只向路边单元请求一个数据；数据大小相同；场景中车辆发送的消息都是可信的；车辆发送不同类型消息的丢包率一致。
对于任意车辆vi和路边单元rq，所有在其传输范围内的车辆节点称之为邻居，记为
Figure BDA0003268965640000061
数据包为pk，客户车辆发送的请求数据格式为(请求数据的ID，客户车辆的社区值，客户车辆的行驶方向)。
在社交车联网中，存在一些已知社区，记为C＝{C1,C2,C3,...,Cm}，每个车载节点vi只能属于一个社区Cj。客户车辆向路边单元(RSU)发送数据请求后，路边单元(RSU)会根据信誉值为候选代理车辆排序，再依据各社区的消息请求数以及代理车辆与各社区的相遇概率，计算数据包协同向量，选择合适的数据缓存到该车辆上。之后，代理车辆选择同方向行驶的前向车辆作为转发车辆，加速消息传输，直到消息传到客户车辆。
进一步地，在本申请实施例中，信誉值的计算公式为：
RVi＝δp×[SPi×1+(1-SPi)×γ]×NPi+δf×[FPi×1+(1-FPi)×γ]×NFi
其中，RVi表示车辆Vi的信誉值，δp表示代理车辆的信誉值权重，SPi表示车辆Vi作为代理车辆时，成功传输到客户车辆的数据占比，NPi表示车辆Vi作为代理车辆的次数，γ表示未成功传输的数据的信誉值比例，δf表示转发车辆的信誉值权重，FPi表示车辆Vi作为转发车辆时，成功传输到客户车辆的数据占比，NFi表示车辆Vi作为转发车辆的次数。
根据车辆作为代理车辆、转发车辆的传输经历以及恶意行为，得到车辆的信誉值。信誉值高则表示该车的认可程度高，被选举成为代理车辆的概率就高。第三方机构TA记录车辆信誉值。数据包中记录参与该数据的下载和转发的代理车辆和转发车辆信息。当客户车辆收到数据后，客户车辆通过路边单元RSU向第三方机构TA通告代理车辆和转发车辆信息，第三方机构TA更新代理车辆和转发车辆的信誉值。当转发车辆到达下一跳路边单元RSU(未将数据传输到客户车辆)时，路边单元RSU向第三方机构TA通告代理车辆和转发车辆信息，第三方机构TA更新代理车辆和转发车辆的信誉值。对于成功传输的数据，代理车辆和转发车辆获得100％信誉值；对于未能成功转发的数据，代理车辆和转发车辆获得部分信誉值。δp是代理车辆的信誉值权重，δf是转发车辆的信誉值权重，δp+f＝1；未成功传输到客户车辆的数据占比为1-Pi；未成功传输到客户车辆的数据占比为1-Pi。
客户车辆没有收到数据包，可能有三种情况，一是代理车辆和转发车辆没有遇到请求车辆，二在转发车辆转发的过程中出现正常丢包的情况；三是车辆恶意丢包。
判定恶意丢包算法步骤：
步骤201，已知所有车辆周期性地向其邻居节点通告自身的位置信息，位置信息通告频率为θ，车辆vi根据接收到邻居节点vj位置信息的频率lfj，计算邻居车辆vj的丢包率
Figure BDA0003268965640000062
步骤202，已知丢包率阈值TH，判定丢包率超过阈值的邻居车辆为恶意节点，若车辆vi计算邻居车辆vj的丢包率plrj>TH，则vi判定vj为恶意节点，并将此信息上报第三方机构TA；
步骤203，第三方机构TA接收到“vi判定vj为恶意节点”的消息，则向vj请求其邻居节点数；
步骤204，vj将其邻居节点数SNj发送给第三方机构TA；
步骤205，第三方机构TA统计上报车辆vj为恶意节点的车辆数Qj，当Qj>SNj/2时，即有多于半数的邻居节点判定当前车辆为恶意节点，则TA将此车辆vj判定为恶意节点，依据惩罚函数降低其信誉值，即RVj＝e-μ·RVj。
例如，在一定区域范围内，车辆v1有4个邻居车辆，分别为v2、v3、v4、v5，车辆v1以θ＝10的频率向其邻居节点v2、v3、v4、v5通告自身位置，车辆v1根据自身的通告频率与邻居车辆v2、v3、v4、v5的发送频率计算得出邻居车辆v2、v3、v4、v5的丢包率。已知丢包率阈值TH＝0.1，在T1时刻，车辆v1根据接收到邻居节点v2位置信息的频率lf2为8.8，计算邻居车辆v2的丢包率plr2＝0.12，v1发现车辆v2的丢包率明显高于阈值，即plr2>H，则v1认定v2为恶意节点，则把此信息上报给第三方机构TA。第三方机构TA收到“v1判定v2为恶意节点”的消息，则向v2请求其邻居节点数。v2将其邻居节点数SN2＝4发送给第三方机构TA。当Q2为3时，即有多于半数的邻居节点判定当前车辆为恶意节点，则第三方机构TA将此车辆v2判定为恶意节点，使用惩罚函数降低其信誉值。
路边单元RSU上存储每个请求(未被及时响应的请求)的信息，并根据请求的变化实时更新。请求信息包括所请求的数据ID以及请求矩阵(列为各个社区，行为四个方向)，一个路边单元RSU上的所有请求信息记为三维请求张量Rl×m×n＝[ri,j,k]l×m×n，其中ri,j,k表示第j个社区内请求第i个数据并向路口处第k方向行驶的车辆数。对第I个数据的请求矩阵记为RCI＝[rI,j,k]m×n，沿路口处第K个方向行驶的车辆发出的请求矩阵记为RDK＝[rr，j,K]l×m。
举例来看，场景中有3个社区，分别为Worker、Teacher、Doctor；路边单元RSU所在路口处有4个方向，分别为东E、南S、西W、北N；场景中有5个数据。社区属性为worker的车辆v1向南行驶且请求第三个数据，则v1向路边单元RSU发送数据请求为(3,worker,S)。
路边单元RSU收集到对数据1的请求矩阵为：
Figure BDA0003268965640000071
其中，RC1表示东向行驶的Worker社区2辆、Doctor社区3辆车请求该数据，西向行驶的Worker社区和Teacher各有1辆车请求该数据，北向行驶只有Doctor社区1辆车请求该数据。
路边单元RSU收集到北向行驶车辆的请求矩阵为：
Figure BDA0003268965640000081
其中，数据1是对社区活动通知的请求，数据2是对上一路段交通情况的信息，数据3是对医院消息通知，数据4是教学通知的请求，数据5是餐饮广告；RDN表示Worker社区2辆车请求数据1，1辆车请求数据2，1辆车请求数据5；Teacher社区2辆车请求数据2，3辆车请求数据4；Doctor社区1辆车请求数据1,1辆车请求数据2,1辆车请求数据3。
选出代理车辆之后，根据该代理车的行驶方向K，从三维请求张量中提取出该方向的请求矩阵RDK＝[ri，j，K]l×m。
例如，车辆v1被选举成为代理车辆，其行驶方向为北，则根据其方向在请求张量中找出该方向下的请求矩阵：
Figure BDA0003268965640000082
进一步地，在本申请实施例中，依次为代理车辆选择下载的数据包，包括以下步骤：
根据所有客户车辆的数据请求信息生成三维请求张量；
从三维请求张量中提取出与代理车辆的行驶方向相同的车辆请求矩阵；
根据代理车辆的驾驶数据计算代理车辆与各社区车辆的相遇概率，进而计算出代理车辆行驶方向的数据包协同向量；
选择数据包协同向量中最大值对应的数据包发送给代理车辆。
进一步地，在本申请实施例中，根据代理车辆的驾驶数据计算代理车辆与各社区车辆的相遇概率，表示为：
Figure BDA0003268965640000083
其中，
Figure BDA0003268965640000084
表示代理车辆Vi与社区Cm中车辆的相遇概率，
Figure BDA0003268965640000085
q表示代理车辆Vi在过去一段时间T内遇到的车辆数目，qm表示遇到的车辆中来自社区Cm的数目。
考虑到在社交网络中车辆间相遇关系(即进入彼此的通信范围)具有规律性，可以根据历史移动规律性来计算当前车辆vi与各社区车辆的相遇概率。每辆车依据自己与其他车辆的相遇情况，更新自己的Ei。
代理车辆vi与客户车辆的相遇概率反映出转发数据包的效率，意味着传递能力的大小。
进一步地，在本申请实施例中，代理车辆行驶方向的数据包协同向量的计算公式为：
Pi n＝Ei×RDn
其中，Ei表示代理车辆与各社区车辆的相遇概率，RDn表示与代理车辆的行驶方向相同的车辆请求矩阵。
选择
Figure BDA0003268965640000091
中最大值对应的数据包发送给代理车辆v1，实现协同下载。
若北向行驶的车辆v1申请协同下载，它与各个社区的相遇概率为E＝[0.4，0.3，0.3]，则代理车辆v1的数据包协同向量为：
Figure BDA0003268965640000092
计算得到数据2的协同值最大，所以车辆v1选择数据2代理下载。
代理车辆下载数据后，在行驶过程中选择沿行驶方向位于自己前方且距离自己最远的车辆，做为转发车辆，将数据转发给该车辆，由其继续向前转发，通过多跳转发实现快速传输。
进一步地，在本申请实施例中，当客户车辆收到数据包后，获取客户车辆发送的代理车辆和转发车辆信息，更新代理车辆和转发车辆的信誉值。
若客户车辆成功收到数据包，则客户车辆在遇到下一个路边单元时，需要告知是谁帮忙下载、转发数据包的，发送帮忙下载节点和协助转发的节点集合。
进一步地，在本申请实施例中，若客户车辆到达下一个路边单元时，还未成功收到数据包，获取此时的代理车辆和转发车辆信息，并删除数据包，结束传输，之后更新代理车辆和转发车辆的信誉值；
若数据转发过程中产生丢包，则结束传输，无法记录代理车辆和转发车辆信息。
客户车辆到达下一个路边单元时，还未成功收到数据包，也需要向下一个路边单元发送帮忙下载节点和协助转发的节点集合，然后删除数据包，结束传输；若TTL过期丢包，则结束传输；该情况则无法记录代理车辆和转发车辆的信息。
激励方式如下：
给数据制定一个单价P，根据客户车辆请求数据的大小计算价格，假设数据包大小一致，所以下载数据所需的价格相同，均为P。
车辆vi的收益记为PFi，车辆vi根据其参与传输的情况不断更新自己的收益PFi。获得收益的方式有两种，一是作为代理车辆帮助客户车辆下载数据，二是作为转发车辆帮助客户车辆转发数据。这两种情况占比不同，作为代理车辆可以获得总收益P的比例为α，即获得收益α×P；假设一次数据传输中转发车辆有k辆，则每个转发车辆得到的收益为[(1-α)×P]/k。如果是代理，则更新PFi＝PFi+α×P；如果是转发，则更新PFi＝PFi+[(1-α)×P]/k。若未能转发成功，则得不到收益。
图2a为本申请实施例的社交车联网的数据协同传输方法的数据传输的请求数据阶段示例图。
如图2a所示，在社交车联网的数据协同传输方法的数据传输的请求数据阶段，客户车辆v1在路口处向RSU r1请求数据，但由于响应时间过长，客户车辆还未收到数据包就已经驶出RSU的传播范围，客户车辆v1无法收到请求的数据包。针对该场景，本申请选择帮助客户车辆下载/转发的代理车辆和转发车辆。
图2b为本申请实施例的社交车联网的数据协同传输方法的数据传输的协助下载阶段示例图。
如图2b所示，在社交车联网的数据协同传输方法的数据传输的协助下载阶段，客户车辆v1驶出当前RSU通信范围时，根据其社区属性和行驶方向选择代理车辆v2帮助客户车辆v1下载数据包，最后再由转发车辆v3和v4帮忙向前转发，直到客户车辆v1收到数据包。
图3为本申请实施例二所提供的一种社交车联网的数据协同传输装置的结构示意图。
如图3所示，该社交车联网的数据协同传输装置，包括：车辆装备OBU、路边单元RSU、第三方机构TA、内容服务提供商CSP，其中，
车辆装备OBU10，包括客户车辆、代理车辆、转发车辆，客户车辆是请求下载文件的车辆，代理车辆是帮助客户车辆下载数据的车辆，转发车辆是帮助客户车辆在道路上转发数据包的车辆；
路边单元RSU20，用于为附近的车辆提供网络接入服务，将数据传输到车辆上，从车辆上收集驾驶数据上传到云端；
第三方机构TA30，用于给数据传输场景中的路边单元RSU和车辆装备OBU分发密钥，以实现第三方机构TA与路边单元RSU、车辆装备OBU之间的安全通信；
内容服务提供商CSP40，用于向车辆提供与交通相关的信息服务。
车辆装备OBU是场景中最核心的角色，定期广播信息，其中，将参与数据传输的车辆分为三种类型：客户车辆、代理车辆、转发车辆，代理车辆是一些储存性能较好，且位置和速度都更为合适的车辆，其主要任务是帮助客户车辆下载数据。
路边单元RSU部署在路边，为附近的车辆提供网络接入服务。比如，交通相关的信息和娱乐内容可以通过RSU传输到车辆上，同样地，RSU也可以从车辆上收集驾驶数据上传到云端。
若路边单元RSU和车辆装备OBU想加入第三方机构TA，必须通过第三方机构TA注册中心的信任。第三方机构TA能够监督车辆的行为，确保车辆的真实身份。
本申请实施例的社交车联网的数据协同传输装置，包括：车辆装备OBU、路边单元RSU、第三方机构TA、内容服务提供商CSP，其中，车辆装备OBU，包括客户车辆、代理车辆、转发车辆，客户车辆是请求下载文件的车辆，代理车辆是帮助客户车辆下载数据的车辆，转发车辆是帮助客户车辆在道路上转发数据包的车辆；路边单元RSU，用于为附近的车辆提供网络接入服务，将数据传输到车辆上，从车辆上收集驾驶数据上传到云端；第三方机构TA，用于给数据传输场景中的路边单元RSU和车辆装备OBU分发密钥，以实现第三方机构TA与路边单元RSU、车辆装备OBU之间的安全通信；内容服务提供商CSP，用于向车辆提供与交通相关的信息服务。由此，能够解决现有方法主要通过车的速度、位置等因素来选择边缘车辆辅助存储，未充分考虑节点的社交属性，以及中间节点的辅助转发的技术问题，提出了车车协同数据获取机制，针对处在路边单元(RSU)边缘的车辆可能由于通信链路断开而未能及时获得所请求的数据，考虑车辆的社区属性以及行驶方向，通过附近车辆来辅助下载和转发，帮助车辆及时获取数据，可以提高消息传递的准确性和时效性，此外，车辆还具有一定的社交属性，不同社区的车辆请求的数据可能不同，不同社区的车辆移动模型可能不同。
为了实现上述实施例，本申请还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例的社交车联网的数据协同传输方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种社交车联网的数据协同传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取客户车辆发送的未被及时响应的数据请求信息，其中，所述数据请求信息中包含客户车辆所属的社区和行驶方向；
对申请作为代理车辆的车按信誉值由小到大排序，选出代理车辆，并依次为选出的代理车辆选择下载的数据包，通过V2I通信将数据包传输给代理车辆；
选择与所述代理车辆同方向行驶的前向车辆作为转发车辆，将数据包转发给所述转发车辆，由所述转发车辆继续向前转发，直到消息传到客户车辆，结束传输。
2.如权利要求1所述的社交车联网的数据协同传输方法，其特征在于，所述信誉值的计算公式为：
RVi＝δp×[SPi×1+(1-SPi)×γ]×NPi+δf×[FPi×1+(1-FPi)×γ]×NFi
其中，RVi表示车辆Vi的信誉值，δp表示代理车辆的信誉值权重，SPi表示车辆Vi作为代理车辆时，成功传输到客户车辆的数据占比，NPi表示车辆Vi作为代理车辆的次数，γ表示未成功传输的数据的信誉值比例，δf表示转发车辆的信誉值权重，FPi表示车辆Vi作为转发车辆时，成功传输到客户车辆的数据占比，NFi表示车辆Vi作为转发车辆的次数。
3.如权利要求1所述的社交车联网的数据协同传输方法，其特征在于，所述依次为代理车辆选择下载的数据包，包括以下步骤：
根据所有客户车辆的数据请求信息生成三维请求张量；
从所述三维请求张量中提取出与所述代理车辆的行驶方向相同的车辆请求矩阵；
根据所述代理车辆的驾驶数据计算所述代理车辆与各社区车辆的相遇概率，进而计算出所述代理车辆行驶方向的数据包协同向量；
选择所述数据包协同向量中最大值对应的数据包发送给所述代理车辆。
4.如权利要求3所述的社交车联网的数据协同传输方法，其特征在于，所述根据所述代理车辆的驾驶数据计算所述代理车辆与各社区车辆的相遇概率，表示为：
Figure FDA0003268965630000011
其中，
Figure FDA0003268965630000012
表示所述代理车辆Vi与社区Cm中车辆的相遇概率，
Figure FDA0003268965630000013
q表示所述代理车辆Vi在过去一段时间T内遇到的车辆数目，qm表示遇到的车辆中来自社区Cm的数目。
5.如权利要求3所述的社交车联网的数据协同传输方法，其特征在于，所述代理车辆行驶方向的数据包协同向量的计算公式为：
Pi n＝Ei×RDn
其中，Ei表示所述代理车辆与各社区车辆的相遇概率，RDn表示与所述代理车辆的行驶方向相同的车辆请求矩阵。
6.如权利要求1所述的社交车联网的数据协同传输方法，其特征在于，当客户车辆收到数据包后，获取客户车辆发送的代理车辆和转发车辆信息，更新代理车辆和转发车辆的信誉值。
7.如权利要求1所述的社交车联网的数据协同传输方法，其特征在于，若所述客户车辆到达下一个路边单元时，还未成功收到数据包，获取此时的代理车辆和转发车辆信息，并删除数据包，结束传输，之后更新代理车辆和转发车辆的信誉值；
若数据转发过程中产生丢包，则结束传输，无法记录代理车辆和转发车辆信息。
8.一种社交车联网的数据协同传输装置，其特征在于，包括车辆装备OBU、路边单元RSU、第三方机构TA、内容服务提供商CSP，其中，
所述车辆装备OBU，包括客户车辆、代理车辆、转发车辆，所述客户车辆是请求下载文件的车辆，所述代理车辆是帮助所述客户车辆下载数据的车辆，所述转发车辆是帮助所述客户车辆在道路上转发数据包的车辆；
所述路边单元RSU，用于为附近的车辆提供网络接入服务，将数据传输到车辆上，从车辆上收集驾驶数据上传到云端；
所述第三方机构TA，用于给数据传输场景中的路边单元RSU和车辆装备OBU分发密钥，以实现第三方机构TA与路边单元RSU、车辆装备OBU之间的安全通信；
所述内容服务提供商CSP，用于向车辆提供与交通相关的信息服务。
9.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的社交车联网的数据协同传输方法。
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