车联网中时延约束的路侧单元部署方案研究

摘要

针对车联网城市环境下限制数量的路侧单元(RSU)的最佳部署位置难以确定的问题,将RSU对车辆的覆盖转化为对区域内划分子路段的覆盖,通过各路段上车辆的密度和平均速度计算路段上的数据传输时延,设计基于Dijkstra的0-1覆盖矩阵求解算法,将时延约束的RSU部署问题(DBRD)转化为集合覆盖问题.提出改进遗传算法的RSU部署方案(IGARD),在限定RSU部署数的前提下从候选位置集中选出最佳部署位置以最大化时延内覆盖路段的数量.与传统的遗传算法相比,IGARD方案基于贪心算法的思想产生初始种群,新解产生时根据设计的交叉算子和变异算子执行交叉和变异操作,且在执行过程中对不满足约束条件的潜在解进行修复,这样不仅可以将带约束条件的研究问题转化为无约束条件问题,避免了确定罚函数的困难,而且平衡了算法的集中搜索和多样性搜索能力.仿真结果表明:在相同的时延约束下,利用IGARD方案部署RSU可以将路段覆盖率提高5％以上.IGARD方案能够在时延约束下确定RSU的最佳部署位置,提高网络的性能,并为相同应用场景下的RSU部署提供一定的参考.