In this paper, we propose a novel memory-enabled non-uniform sampling-based bumblebee foraging algorithm (MEB) designed for optimal channel selection in a distributed Vehicular Dynamic Spectrum Access (VDSA) framework employed in a platoon operating environment. Given how bumblebee behavioral models are designed to support adaptation in complex and highly time-varying environments, these models can be employed by connected vehicles to enable their operation within a dynamically changing network topology and support their selection of optimal channels possessing low levels of congestion to achieve high throughput. As a result, the proposed VDSA-based optimal channel selection employs fundamental concepts from the bumblebee foraging model. In the proposed approach, the Channel Busy Ratio (CBR) of all channels is computed and stored in memory to be accessed by the MEB algorithm to make the necessary channel switching decisions. Two averaging techniques, Sliding Window Average (SWA) and Exponentially Weighted Moving Average (EWMA), are employed to leverage past samples and are evaluated against the no-memory case. Due to the high variability of the environment (e.g., high velocities, changing density of vehicles on the road), we propose to calculate the CBR by employing non-uniform channel sampling allocations as well as evaluate it using both simplified numerical and realistic Vehicle-to-Vehicle (V2V) computer simulations. The numerical simulation results show that gains in the probability of the best channel selection can be achieved relative to a uniform sampling allocation approach. By utilizing memory, we observe an additional increase in the channel selection performance. Similarly, we see an increase in the probability of successful reception when utilizing the bumblebee algorithm via a system-level simulator.


翻译:在本文中,我们提出一种新的内存、非统一抽样、基于抽样的大黄蜂增殖算法(MEB),用于在排操作环境中使用的分布式车辆动态光谱访问(VDSA)框架内优化频道选择。鉴于大黄蜂行为模型是如何设计来支持复杂和高度时间变化环境中的适应的,这些模型可以被连接的飞行器用于在动态变化的网络地形中进行操作,并支持它们选择那些拥挤程度较低的最佳渠道,以达到高吞吐量。因此,基于VDSA的最佳频道选择采用了大黄蜂配置模型中的基本概念。在拟议方法中,所有频道的频道繁忙率(CBR)被计算并存储在存储中,以便由MEB算法进行必要的频道转换决定。两种平均技术,即滑动窗口平均值(SWAWMA),可以用来利用过去的样品,并对照不易腐蚀的情况进行评估。由于环境的高度变化(e.g.高速度,所有频道的频道的频道繁忙率率(C.

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