一种网络架构和基于该网络架构的资源调度与分配方法

摘要

本发明公开了一种网络架构和基于该网络架构的资源调度与分配方法。该网络架构包括MEC层、MSCN层和车辆层，MEC层包括分散布置于道路上的多个路侧单元RSU；在道路上为每个路侧单元RSU设置管辖区域，将管辖区域内所有车辆构成一个簇；MSCN层包括每个簇的移动辅助计算节点；从每个子区域中选择一个车辆作为移动辅助计算节点，至少有一个移动辅助计算节点还同时被作为传输控制器；车辆层包括在每个簇中除了被用作移动辅助计算节点外的所有车辆。该网络架构利用分层网络的优势，解决了目前MEC架构下因为不同车辆密度导致的通信性能的波动，无论是低车辆密度还是高车辆密度该网络架构都具有很好的通信性能。

说明书

技术领域

本发明涉及资源的调度与分配技术领域，特别是涉及一种网络架构和基于该网络架构的资源调度与分配方法。

背景技术

随着MEC(Multi-access Edge Computing,多接入边缘计算)概念的提出，RSU(Roadside Unit，路侧单元)被认为是一个有效的服务提供者，它执行资源分配和数据处理相关的计算，为道路车辆提供实时应用。然而，当RSU与移动车辆通信时，连接通信的高迁移率可能会影响服务的实时性；此外，车辆密度也会影响服务性能。

随着自动驾驶车辆的发展，研究人员认为车辆的实时数据是自动驾驶应用的一个重要和有价值的数据来源，自动化水平越高，通信性能的要求就越高。传统的基于云的应用程序由于其高延迟特性，无法支持三级自动驾驶技术。

随着边缘计算的发展，引入了诸如MECNs(Multi-access Edge Computing Nodes，多接入边缘计算节点)和FCNs(Fog Computing Nodes，雾计算节点)之类的计算节点，在第三方可访问的RAN(Radio Access Network，无线接入网)附近建立开放的云环境，努力克服集中式云计算在延迟和吞吐量方面的不足。在这种情况下，V2X(vehicle to everything，即车对外界的信息交换)网络不仅用于交换消息，还用于执行数据处理任务。而且，数据处理任务的实时性和有效性会对应用程序的性能产生致命影响。面向MEC的数据处理性能由两个关键因素决定。一个是车辆数据传输的性能，另一个是计算资源分配的合理性。RSU被认为是雾计算架构中的关键计算资源之一，也可作为MEC架构中的计算节点。研究人员和行业都认为，面向RSU的MEC可以为自动驾驶车辆提供实时服务，例如本地驾驶轨迹计划，区域车辆分布信息共享等。一方面，RSU与车辆OBU(On board Unit，车载单元)之间的通信链路的稳定性总是受到多普勒频移的影响；另一方面，即使RSU成功收集车辆信息，由于MEC的处理延迟，RSU可能无法为需求车辆提供有效的处理输出。

现有技术中，文章“A Bus Oriented Coordination Method for Intra-clusterBSM Transmission.”(Han,Q.,et al i n 2018 21st International Conference onIntelligent Transportation Systems(ITSC).2018)中提出了一种面向公交车的协调方法来改善簇内BSM信息的传输性能，用城市公交车来用作RSU的替代物。虽然实验结果表明面向公交测方法有利于提高数据传播成功率，但是该文章并没有在分簇的时候考虑道路车辆密度的影响，同时也没有考虑簇覆盖率的动态特征。

现有技术中，文章“A Region-Based Clustering Mechanism for ChannelAccess in Vehicular Ad Hoc Networks.”(Lai,Y.,et al.,IEEE Journal on SelectedAreas in Communications,2011.29(1):p.83-93.)中提出了一种基于区域的分簇方法。在该算法中，道路被分割成不同的区域，为每个区域分配一组特定的时隙，以便每个车辆根据其在道路上的位置选择时隙；同时每个区域的车辆数被限制在一定数量，以避免信道的竞争。该方案减少了竞争周期，提高了吞吐量。但是该方案的主要问题是其时间复杂度高；此外，由于车辆密度的不平衡性，可能大部分区域是空闲的，特别是在低密度网络中，所以该方法的信道利用率可能不是很高。

现有技术中，文章“高稳定被动群集车联网连通性研究.”(邱恭安,et al.，通信学报,2016.37(11):p.42-48.)提出了一种基于车辆与车辆之间相对速度的被动分簇方案，当有消息需要传输时，应用模糊理论选择簇头并建立簇，仿真结果表明，该簇具有高稳定性，有益于交通安全消息的扩散。但是被动分簇只适合应用在车辆密度低的交通网络环境中，并不适合应用在高密集环境。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种网络架构和基于该网络架构的资源调度与分配方法。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种网络架构，包括MEC层、MSCN层和车辆层：

所述MEC层包括分散布置于道路上的多个路侧单元RSU，所述路侧单元RSU与核心云连接通信；

在道路上为每个路侧单元RSU设置管辖区域，将管辖区域内所有车辆构成一个簇；

所述MSCN层包括每个簇的移动辅助计算节点；

在每个簇中，将所述管辖区域划分为至少一个子区域，从每个子区域中选择一个车辆作为移动辅助计算节点，其中，至少有一个移动辅助计算节点还同时被作为传输控制器；所述移动辅助计算节点收集所在子区域内所有车辆的BSM信息，对BSM信息进行数据处理并将处理结果上传至所属路侧单元RSU；被用作传输控制器的移动辅助计算节点还需要分配簇内车辆的传输时隙以及广播所属路侧单元RSU下发的调度决策；

路侧单元RSU根据不同的车辆密度下发不同的调度决策，如果车辆密度达到车辆密度阈值，选择一个以上移动辅助计算节点作为传输控制器并分配通信资源，如果车辆密度未达到车辆密度阈值，仅选择一个移动辅助计算节点作为传输控制器并分配通信资源；

移动辅助计算节点和/或传输控制器的数量与簇内的车辆密度正相关；

所述车辆层包括在每个簇中除了被用作移动辅助计算节点外的所有车辆，车辆层中的车辆将自身的BSM信息定期或实时发送给所属移动辅助计算节点。

上述技术方案的有益效果为：本网络架构在现有的MEC架构基础上定义了MSCN层，包含多个移动辅助计算节点，将道路分为几个子区域；根据道路车辆的不同密度选择移动辅助计算节点或路侧单元RSU作为资源调度者，利用分层网络的优势，来提高MEC的整体服务性能，可以解决目前MEC架构下因为不同车辆密度导致的通信性能的波动，无论是低车辆密度还是高车辆密度该网络架构都具有很好的通信性能，该网络架构显著提高了通信性能和计算效率。

在本发明的一种优选实施方式中，所述管辖区域的直径小于等于车辆最大通信距离的两倍；

和/或将单个簇划分为前部子区域、中部子区域和后部子区域。

上述技术方案的有益效果为：管辖区域的直径小于等于车辆最大通信距离的两倍，便于确保移动辅助节点与路侧单元RSU能够进行有效的通信。将单个簇划分为前部子区域、中部子区域和后部子区域，为根据空间位置划分，比较快速简便，简化计算过程。

在本发明的一种优选实施方式中，将位于簇的中心位置或与簇的中心位置距离最近的车辆作为簇头；

和/或将每个簇的簇头作为移动辅助计算节点或传输控制器。

上述技术方案的有益效果为：简化簇头的选择过程，位于中心位置处的簇头，其与路侧单元RSU的距离最短，通信不易受干扰；将簇头作为移动辅助计算节点或传输控制器，充分利用了簇头的通信优势，且节省了重新选择的时间。

在本发明的一种优选实施方式中，所述管辖区域的直径可依据车辆密度动态调整，车辆密度越大，管辖区域的直径越小；

簇的管辖区域半径计算公式为：

其中，T是管辖区域半径，d是本地车辆密度，p是道路连通概率，m是道路上簇内车辆节点的数量。

上述技术方案的有益效果为：使得该网络架构能够跟随车辆密度动态调整管辖区域直径，使得管辖区域内任意车辆均可获得通信传输资源。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种基于本发明所述的网络架构的移动辅助计算节点选择方法，包括：

步骤S1，对于单个簇，用簇内车辆总数除以TDMA一个传播周期中一个时间段允许的时隙数的结果向上取整获得的数值作为簇内移动辅助计算节点的数量，所述子区域的数量与移动辅助计算节点的数量一致，每个子区域内的车辆数量小于TDMA一个传播周期中一个时间段允许的时隙数；

步骤S2，在每个子区域中，根据移动相似因子和位置因子选择出一个车辆节点作为所述子区域的移动辅助计算节点。

上述技术方案的有益效果为：公开了根据移动相似因子和位置因子选择移动辅助计算节点的方法，这样选择出来的移动辅助计算节点能够提高通信性能和计算效率。

在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤S2包括：

步骤S21，在单个子区域内，每个车辆节点创建一个邻居表以存储邻居的BSM信息并从路侧单元RSU接收簇中心坐标；

步骤S22，所有车辆节点广播自身的BSM信息，邻居车辆将所述BSM信息保存在自身的邻居表中；

步骤S23，在广播之后，所有车辆节点使用如下公式计算该车辆节点的位置因子：

其中，(x_tn，y_tn)为子区域中第t个节点的位置坐标，t为正整数；(x_cn，y_cn)为簇中心坐标；

所有车辆节点利用自身邻居表中信息通过如下公式计算获得与相邻车辆节点的移动相似性因子M_similarity：

其中，N是车辆节点相邻节点的总数；M_speed，M_acceleration，M_direction分别表示车辆节点与任一相邻节点之间的速度相似性，加速度相似性和方向相似性；M_similarity∈[0,1]；

步骤S24，所有车辆节点将移动相似因子和位置因子代入算式，选取数值最大者对应的车辆节点作为子区域的移动辅助计算节点。

上述技术方案的有益效果为：公开了通过速度相似性，加速度相似性和方向相似性来计算移动相似因子，比较全面，使得移动相似因子代表运动给相似性具有很高的准确性。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第三个方面，本发明还提供了一种基于本发明所述的网络架构的车辆信息分发方法，包括：

步骤A，当簇内所有车辆的数量小于TDMA一个传播周期的允许时隙数时，以簇头作为唯一的传输控制器，传输控制器为簇内每个车辆分配信息传输时隙，簇内所有车辆通过TDMA的方法共享相同的信道；

步骤B，当簇内所有车辆的数量大于或等于TDMA一个传播周期的允许时隙数时，除了簇头外还将至少一个移动辅助计算节点作为传输控制器，每个传输控制器分别管辖簇内不同的移动辅助计算节点，并为管辖范围内的每个车辆节点分配信息传输时隙，相邻的传输控制器管辖范围内车辆的传输信道不同。

上述技术方案的有益效果为：公开了根据道路车辆密度动态调整网络架构中信息资源的分配与调度，使得在高车辆密度和低车辆密度下均可具有很好的通信性能，不受道路车辆密度波动影响。

在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤A包括：

所述步骤A包括：

步骤A1，传输控制器将VeMAC服务时间划分为与簇内移动辅助计算节点数量对应多个时间段，每个时间段包括多个时隙；

步骤A2，传输控制器为簇内移动辅助计算节点分配时间段，并为属于同一移动辅助计算节点的车辆节点分配相邻的时隙；

传输控制器为移动辅助计算节点分配两个时隙，一个时隙用于发送移动辅助计算节点覆盖范围内所有车辆节点的BSM信息，另一个时隙将数据处理结果上传到所属路侧单元RSU。

上述技术方案的有益效果为：公开了当只有一个传输控制器时的通信资源分配方式，该方式能够为所有车辆节点分配到时隙，确保通信有效性。

在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤B包括：

步骤B1，簇头通过单播模式向所属路侧单元RSU发送控制权限分发请求；

步骤B2，所属路侧单元RSU接收控制权限分发请求后，设置并发送传输参数值至簇内传输控制器，传输参数包括每个传输控制器覆盖范围内车辆节点的输出功率和传输信道；

步骤B3，每个传输控制器接收传输参数后向所属路侧单元RSU反馈控制权接管确认信号，并根据接收的传输参数为管辖的车辆分配信息传输时隙。

上述技术方案的有益效果为：公开了当车辆密度较高时，通过增加不同的信道来解决原有通信资源不足的问题，使各个车辆节点均能获得通信时隙，确保通信质量。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第四个方面，本发明还提供了一种基于本发明所述网络架构的资源调度与分配方法，包括：

按照本发明所述的移动辅助计算节点选择方法从单个簇内选择出至少一个移动辅助计算节点；

和/或按照本发明所述的车辆信息分发方法对单个簇内所有车辆的传输资源进行调度和分配。

上述技术方案的有益效果为：根据道路车辆的不同密度选择移动辅助计算节点或路侧单元RSU作为资源调度者，利用分层网络的优势，可以解决目前MEC架构下因为不同车辆密度导致的通信性能的波动，无论是低车辆密度还是高车辆密度该网络架构都具有很好的通信性能；。根据移动相似因子和位置因子选择移动辅助计算节点的方法，这样选择出来的移动辅助计算节点能够提高通信性能和计算效率。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式中网络结构的结构示意图；

图2是本发明一具体实施方式中簇内子区域划分和移动辅助节点分布示意图；

图3是本发明一具体实施方式中不同连通概率的车辆密度与传输半径之间的关系示意图；

图4是本发明一具体实施方式中第一种传输周期划分示意图；

图5是本发明一具体实施方式中第二种传输周期划分示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供了一种网络架构，在一种优选实施方式中，其结构示意图如图1所示，包括MEC层、MSCN层和车辆层：

MEC层包括分散布置于道路上的多个路侧单元RSU，路侧单元RSU与核心云连接通信；

在道路上为每个路侧单元RSU设置管辖区域，将管辖区域内所有车辆构成一个簇；

MSCN层包括每个簇的移动辅助计算节点；

在每个簇中，将所述管辖区域划分为至少一个子区域，从每个子区域中选择一个车辆作为移动辅助计算节点，其中，至少有一个移动辅助计算节点还同时被作为传输控制器；移动辅助计算节点收集所在子区域内所有车辆的BSM信息，对BSM信息进行数据处理并将处理结果上传至所属路侧单元RSU；被用作传输控制器的移动辅助计算节点还需要分配簇内车辆的传输时隙以及广播所属路侧单元RSU下发的调度决策；

路侧单元RSU根据不同的车辆密度下发不同的调度决策，如果车辆密度达到车辆密度阈值，选择一个以上移动辅助计算节点作为传输控制器并分配通信资源，如果车辆密度未达到车辆密度阈值，仅选择一个移动辅助计算节点作为传输控制器并分配通信资源；

移动辅助计算节点和/或传输控制器的数量与簇内的车辆密度正相关；

车辆层包括在每个簇中除了被用作移动辅助计算节点外的所有车辆，车辆层中的车辆将自身的BSM信息定期或实时发送给所属移动辅助计算节点。

在本实施方式中，车辆密度定义为道路实际交通流量(车辆/分钟)与道路设计最大交通能力(车辆/分钟)的比值，车辆密度阈值优选但不限于为0.6，车辆密度大于或等于车辆密度阈值(如0.6)时，认为是车辆密度高，车辆密度小于车辆密度阈值(如0.6)时，认为是车辆密度低。

在本实施方式中，移动辅助计算节点收集所在子区域内所有车辆的BSM信息，对BSM信息进行数据处理优选但不限于包括无效数据过滤，或者该移动辅助计算节点管辖范围内车辆的相对位置关系生成等。

在本实施方式中，路测单元根据簇内移动辅助计算节点数据处理结果，综合决策需要的传输控制器个数，划分每个传输控制器的管辖区域，并为每个传输控制器分配通信资源，通信资源包括传输频点(及上传信息的频段)，以及传输功率等。而传输控制器负责对其管辖范围内的车辆节点(包括移动辅助计算节点)分配时隙，以及广播RSU下发的调度决策。在本实施方式中，为了提高V2X(车辆对外界的信息交换)的应用性能提出了一种面向MSCN(移动辅助计算节点)的网络结构。图1显示了面向MSCN的V2X网络架构,它被抽象为三层，即MEC(Multi-access Edge Computing，多接入边缘计算)层，MSCN层和车辆层。

在本实施方式中，如图1和图2所示，MEC层包括多个固定在道路边上的RSU(Roadside Unit，路侧单元)，每个RSU都维护了一个本地数据库，且与核心云连接，优选的，可为有线连接。

在本实施方式中，如图1所示，MSCN层包括位于每个RSU覆盖范围内的被用作移动辅助计算节点的车辆，这些移动辅助计算节点负责收集其覆盖范围内车辆的BSM信息并计算，将主要的计算结果上传到所属RSU。优选的，BSM信息包括车辆ID，行进方向，行进速度，加速度，当前位置和时间戳。部分移动辅助计算节点还被用作了传输控制器，传输控制器的数量与当前道路的车辆密度呈正相关。

在本实施方式中，如图1所示，车辆层包括在每个簇中除了被用作移动辅助计算节点外的所有车辆。

在本实施方式中，优选的，车辆与RSU，车辆与车辆均通过PC5接口通信连接。具体地，通过PC5接口，公路车辆可以接收面向应用的信息并将BSM更新到MSCN。因此，通过协调PC5车载通信接口，所提出的面向MSCN的架构能够通过V2V和V2I通信来调度信息传输和分配计算资源。

在本实施方式中，该网络架构的具体服务流程如下：

首先，公路车辆定期将自身的BSM上传到它所属的MSCN。注意，MSCN是否执行传输资源分配任务取决于本地车辆密度。其次，MSCN收集相应的车辆信息并执行对应的数据处理，然后将处理结果上传到所属的RSU。MSCN的数量也与当地车辆密度有关。然后，位于RSU端侧的MEC收集MSCN的信息，并生成关于相应道路区域的总体交通信息。最后，RSU通过PC5接口将处理结果发送回公路车辆，以支持相应的车辆应用。

在本发明的一种优选实施方式中，如图2所示，管辖区域的直径小于等于车辆最大通信距离的两倍；

和/或将单个簇划分为前部子区域、中部子区域和后部子区域。

在本实施方式中，根据重庆车辆测试研究院有限公司提供的路试结果，LTE-V的可靠通信半径约为150米。为了确保所有公路车辆都能找到一个接入RSU，这里我们假设基本车辆簇的直径300米。此外，确保服务提供的有效性和效率，将簇的初始MSCN数量设置为3。三个MSCN分别位于簇的前部，中部和后部。

如图2所示，车辆簇的总长度假定为L，而三个MSCN覆盖范围的直径约为L/3。靠近簇中心的MSCN被视为簇头，其用作时隙分配的传输控制器。图2中的另外两个MSCN仅在低车辆密度下做计算任务。

在本发明的一种优选实施方式中，将位于簇的中心位置或与簇的中心位置距离最近的车辆作为簇头；

和/或将每个簇的簇头作为移动辅助计算节点或传输控制器。

在本发明的一种优选实施方式中，管辖区域的直径可依据车辆密度动态调整，车辆密度越大，管辖区域的直径越小；

具体的簇的管辖区域半径计算公式为：

其中，T是管辖区域半径，d是本地车辆密度，p是道路连通概率，m是道路上簇内车辆节点的数量。

在本实施方式中，如图3所示，给出了不同连通概率的车辆密度与传输半径之间的关系，横坐标表示车辆密度，纵坐标表示传输半径，三条曲线分别表示不同道路联通概率下车辆密度与传输半径之间的关系。传输半径即为管辖区域半径。从图3可以看出，在连通概率相同的情况下，车辆密度越高，传输半径越短，在相同的车辆密度下道路联通概率越大传输半径越大，道路联通概率的取值范围为0-1。

本发明还提供了一种基于本发明所述的网络架构的移动辅助计算节点选择方法，包括：

步骤S1，对于单个簇，用簇内车辆总数除以TDMA一个传播周期中一个时间段允许的时隙数的结果向上取整获得的数值作为簇内移动辅助计算节点的数量，所述子区域的数量与移动辅助计算节点的数量一致，每个子区域内的车辆数量小于TDMA一个传播周期中一个时间段允许的时隙数；

步骤S2，在每个子区域中，根据移动相似因子和位置因子选择出一个车辆节点作为所述子区域的移动辅助计算节点。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤S2包括：

步骤S21，在单个子区域内，每个车辆节点创建一个邻居表以存储邻居的BSM信息并从路侧单元RSU接收簇中心坐标；

步骤S22，所有车辆节点广播自身的BSM信息，邻居车辆将所述BSM信息保存在自身的邻居表中；

步骤S23，在广播之后，所有车辆节点使用如下公式计算该车辆节点的位置因子：

其中，(x_tn，y_tn)为子区域中第t个节点的位置坐标，t为正整数；(x_cn，y_cn)为簇中心坐标；

所有车辆节点利用自身邻居表中信息通过如下公式计算获得与相邻车辆节点的移动相似性因子M_similarity：

其中，N是车辆节点相邻节点的总数；M_speed，M_acceleration，M_direction分别表示车辆节点与任一相邻车辆节点之间的速度相似性，加速度相似性和方向相似性；M_similarity∈[0,1]；优选的，M_speed、M_acceleration和M_direction的取值范围为0到1，M_direction＝cosδ，β为车辆节点和相邻节点的加速度向量夹角，δ为车辆节点和相邻节点的运动方向夹角，min_speed为车辆节点和相邻节点的速度向量中绝对值最小者，max_speed为车辆节点和相邻节点的速度向量中绝对值最大者，min_acceleration为车辆节点和相邻节点的加速度向量中绝对值最小者，max_acceleration为车辆节点和相邻节点的加速度向量中绝对值最大者。

步骤S24，所有车辆节点将移动相似因子和位置因子代入算式，选取数值最大者对应的车辆节点作为子区域的移动辅助计算节点。在本实施方式中，优选的，将位于簇内中心位置的子区域的移动辅助计算节点作为该簇的簇头，或者簇内所有子区域中数值最大的移动辅助计算节点作为簇头。

本发明还提供了一种基于本发明所述的网络架构的车辆信息分发方法，包括：

步骤A，当簇内所有车辆的数量小于TDMA一个传播周期的允许时隙数时，以簇头作为唯一的传输控制器，传输控制器为簇内每个车辆分配信息传输时隙，簇内所有车辆通过TDMA的方法共享相同的信道；

步骤B，当簇内所有车辆的数量大于等于TDMA一个传播周期的允许时隙数时，除了簇头外还将至少一个移动辅助计算节点作为传输控制器，每个传输控制器分别管辖簇内不同的移动辅助计算节点，并为管辖范围内的每个车辆分配信息传输时隙，相邻的传输控制器管辖范围内车辆的传输信道不同。

在本实施方式中，优选的，车辆与车辆，或者车辆与RSU采用LTE-V中的TDMA通信模式，其包括Mode3和Mode4，用于进行车辆消息传播。根据3GPP的第14版本，对于Mode3，eNB负责资源分配。另一方面，Mode4的资源分配是使用的预设模式。到目前为止，车辆OBU(On-Board Unit)是基于Mode4设计的，其不包括资源分配程序。但是，Mode4是支持分簇算法的，也就是说，设计人员可以采用更加灵活的资源分配方法。因此，本发明设计了一种面向MSCN的资源分配方法并给出了对应的消息分发方法。其中MSCNs的数量和扮演的角色由车辆密度决定。本发明考虑以下两种情况：

所有簇内车辆在一个传播周期中都可以获得对应的传输时隙时，在这种情况下，该簇就只有簇头这一个控制器。控制器将尽可能的相邻时隙分配给属于同一MSCN覆盖范围的车辆。此外，所有车辆节点的传输半径设置为150米。

当所有的簇内车辆都不能在一个传播周期中获得传输时隙，在这种情况下，簇头应该将部分控制权交付给其他的MSCN并减少对应传输半径，新的传输半径可按照该公式计算。

在本实施方式中，在步骤B中，相邻的传输控制器管辖范围内车辆的传输信道不同，不相邻的传输控制器管辖范围内车辆的传输信道有可能相同，这样避免信道干扰的同时，还节省了信道资源。

在本发明的一种优选实施方式中，如图4所示，步骤A包括：

步骤A包括：

步骤A1，传输控制器将VeMAC服务时间划分为与簇内移动辅助计算节点数量对应多个时间段，每个时间段包括多个时隙；若此时簇内有三个移动辅助计算节点，VeMAC服务时间划分为三个时间段，如图4所示，每个移动辅助计算节点分配一个时间段。

步骤A2，传输控制器为簇内移动辅助计算节点分配时间段，并为属于同一移动辅助计算节点的车辆节点分配相邻的时隙；

传输控制器为移动辅助计算节点分配两个时隙，一个时隙用于发送移动辅助计算节点覆盖范围内所有车辆节点的BSM信息，另一个时隙将数据处理结果上传到所属路侧单元RSU，所有车辆节点的传输半径可设置为150米。

在本实施方式中，只有簇头这一个传输控制器，它将传输时隙分配给所有的簇成员。这里所有的簇成员通过TDMA方法共享相同的通信信道，用来进行BSM信息传输。相应的时隙分配过程包括两个步骤：首先，簇头将VeMAC时间划分为三个时间段，每个时间段包括几个时隙；其次，簇头为MSCN分配时间段。属于同一MSCN的车辆节点应分配相邻的时隙。注意，所有的MSCN都应分配两个时隙，一个用于发送本地的车辆信息，另一个将计算输出上传到RSU；另一方面，与普通的公路车辆节点相比较，MSCN应具有更高的信道占用优先级。传输周期示意图如图4所示。

在本实施方式中，移动辅助计算节点在另一个时隙中将如无效数据过滤后的数据、移动辅助计算节点管辖范围内的车辆节点的相对位置关系等数据处理结果上传至所属路侧单元RSU。

在本发明的一种优选实施方式中，如图5所示，步骤B包括：

步骤B1，簇头通过单播模式向所属路侧单元RSU发送控制权限分发请求；

步骤B2，所属路侧单元RSU接收控制权限分发请求后，设置并发送传输参数值至簇内传输控制器，传输参数包括每个传输控制器覆盖范围内车辆节点的输出功率和传输信道；

步骤B3，每个传输控制器接收传输参数后向所属路侧单元RSU反馈控制权接管确认信号，并根据接收的传输参数为管辖的车辆分配信息传输时隙。

在本实施方式中，针对高车辆密度，当簇成员的数量大于允许的时隙数(具体为一个传输周期内所有时间段的时隙数总和)时，控制权限分发程序执行。该分发程序具体包括：优选的，簇头为原传输控制器，簇头的控制权限分发程序通过单播模式向RSU发送控制权限分发消息；RSU的传输参数设置通过控制信道向所有车辆节点发送具有相应传输参数的消息，例如传输功率，SCH信道等，优选的，相邻的传输控制器分发不同的信道，不相邻的传输控制器可分发相同的信道；传输控制器的控制权接管确认程序向RSU反馈控制权接管确认消息，并将时隙分配给器覆盖范围内的MSCN下的车辆节点。其中传播周期示意图如图5所示。

本发明还提供了一种基于本发明所述网络架构的资源调度与分配方法，包括：

按照本发明所述的移动辅助计算节点选择方法从单个簇内选择出至少一个移动辅助计算节点；

和/或按照本发明所述的车辆信息分发方法对单个簇内所有车辆的传输资源进行调度和分配。

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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。