面向车载网络的实时数据调度与动态资源优化关键技术研究

Vehicular networks are the basis of all kinds of intelligent transportation systems (ITSs). With application scenario being more complex and data demand being more diverse, the information services in vehicular networks will face the following challenges: 1) it is difficult to guarantee the validity of temporal data and the timeliness of service request under limited bandwidth resources; 2) the diverse data demand and complex network topology result in low bandwidth utilization; 3) dynamic distribution of vehicle density causes unbalanced allocation of network resources. In view of the above problems, this project will explore the issues of information services in hybrid vehicular communication scenarios. By taking algorithm theory, graph theory and optimization theory as the basic methods, we will study on the problems of data scheduling, network coding and resource allocation in vehicular networks. The research contents are as follows: data scheduling algorithm for real-time information services, network coding strategy based on hybrid V2I (Vehicle-to-Infrastructure) and V2V (Vehicle-to-Vehicle) communications, and dynamic resource allocation mechanism for heterogeneous network environment. The achievements of this project will not only help to optimize and improve the performance of information services in vehicular networks, but also provide theoretical and practical value for promoting the development of informatization-oriented ITSs.

车联网是各类智能交通系统的基础和核心。随着应用场景的复杂化和数据需求的多样化，车载信息服务技术将面临以下挑战：1）时态数据的有效性和服务请求的实时性在有限带宽资源条件下难以同时得到保证；2）多样化的数据需求和复杂的网络拓扑关系造成网络带宽资源利用率低下；3）动态的车辆密度分布造成网络资源分配不均衡。针对上述问题，本项目将探索混合车载通信场景下的信息服务问题，以算法理论、图论和优化理论为基本研究方法，从数据调度、网络编码和资源分配三个方面开展研究。研究内容包括：面向实时信息服务的数据调度算法，面向车与车和车与基站混合通信的网络编码策略，面向异构网络环境的动态资源分配机制。该项目的研究成果有助于优化和提高车载网络系统的信息服务性能，对推动面向信息化的新兴智能交通系统的发展具有一定的理论意义和实际应用价值。

面向动态车载环境的高效实时信息服务策略是实现新兴智能交通系统的基础支撑技术。本项目针对混合车载通信场景下的信息服务问题，以算法理论、图论和优化理论为基本研究方法，从数据调度、网络编码和资源分配三个方面开展研究。项目主要内容包括面向实时信息服务的数据调度算法，面向车与车和车与基站混合通信的网络编码策略以及面向异构网络环境的动态资源分配机制。主要研究成果包括面向车载动态网络环境，动态服务负载及动态数据访问，结合车辆用户的实时数据传输和计算需求，研究了基于访问需求特征的数据缓存机制和实时负载感知的数据分发处理策略；针对I2V/V2V混合通信环境，结合车辆移动特征和多样化数据需求，研究了基于图理论的网络编码策略；提出了基于车边云协同的异构网络资源管理架构，研究了基于多目标演化的网络接口接入机制和在线网络资源分配机制。该项目研究成果有助于完善车联网信息服务技术的理论体系，对推动面向信息化的新兴智能交通系统的发展是理论意义和实用价值的。在本项目支持下，共发表期刊论文13篇，国际会议论文5篇，培养毕业1名博士研究生，5名硕士研究生，授权国家发明专利1项，新增国家基金面上项目1项，多次参与国内外学术交流，项目按照计划顺利完成各项指标任务。