在物联网（IoV）中实现边缘智能驱动的数据传输：整合链路优化与数据包路由

《ACM Transactions on Sensor Networks》：Edge Intelligence Enabled Data Transmission in IoV: Integrating Link Optimization and Packet Routing

针对车联网（IoV）中复杂城市环境下的路由协议问题，提出边缘智能增强型路由协议（EIRP），通过交通感知的多跳链路构建、链路调度优化和基于多智能体强化学习的包路由机制，有效提升数据传输效率和链路复用率，实验验证其在多种场景下显著改善包投递率和通信延迟。

　　

摘要

在车联网（IoV）中，车辆之间的有效数据传输能够提高对潜在风险和交通异常的感知能力，从而显著提升交通安全和效率。然而，在复杂的城市环境中，现有的路由协议面临着诸多挑战，例如无线信号严重衰减、三次握手机制效率低下以及多跳链路的重用性不足等问题。这些问题严重影响了路由协议的性能。为了解决这些问题，本文提出了一种基于边缘智能的路由协议（EIRP），该协议整合了链路优化和数据包路由功能。EIRP主要包括三个关键组成部分：首先，我们提出了一种基于交通状况的多跳链路构建方案，用于在车辆交互过程中建立和维护链路；该方案的主要目标是在数据传输前建立稳定的链路，以提高传输效率。其次，我们设计了一种多跳链路调度方案，以提升数据传输性能并增强已构建链路的价值。第三，我们提出了一种基于协作式多智能体强化学习（MARL）的数据包路由方案，通过利用个体奖励来应对奖励分布稀疏的问题。通过大量实验验证了EIRP的性能，结果表明该协议在各种城市环境中显著提升了数据包传输率，并有效降低了通信延迟。