[發明專利]一種基于霧計算的車聯網快速優化方法

有效

• 申請號: 201710422983.1
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107018031B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 尹青山;于治樓;張愛成
• 申請（專利權）人: 浪潮集團有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04W24/02
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 孫晶偉

本發明公開一種基于霧計算的車聯網快速優化方法,涉及車聯網絡部署規劃領域；將網絡拓撲結構的優化分為兩方面，首先要滿足節點和鏈路的網絡拓撲結構；其次針對網絡的優化目標，滿足網絡部署總成本最小的要求；將整個網絡部署成本最小的問題，轉化為網絡總體鏈路和網絡設備的成本和最小的問題；將網絡劃分為三段，路側單元（RSU）與霧設備的連接（fog）,霧設備與網關（gw）的連接，網關與云設備的連接，使用啟發式的連接方式在滿足網絡連接的必需條件下，使總成本最小，且優化了網絡速度。

技術領域

本發明公開一種基于霧計算的車聯網快速優化方法,涉及車聯網絡部署規劃領域。

背景技術

霧計算(Fog Computing)，在該模式中數據、數據處理和應用程序集中在網絡邊緣的設備中，而不是幾乎全部保存在云中，是云計算(Cloud Computing)的延伸概念。霧計算并非由性能強大的服務器組成，而是由性能較弱、更為分散的各類功能計算機組成，滲入工廠、汽車、電器、街燈及人們物質生活中的各類用品。霧計算是以個人云，私有云，企業云等小型云為主，以量制勝，強調數量，不管單個計算節點能力多么弱都要發揮作用。霧計算才使得很多業務可以部署。比如:車聯網。車聯網的應用和部署要求有豐富的連接方式和相互作用。車到車，車到接入點，接入點到接入點。霧計算能夠為車聯網的服務菜單中的信息娛樂，安全，交通保障等服務，但由于其網絡結構復雜，在大規模網絡環境下進行網絡優化使用傳統的優化算法速度較慢。而本發明提供一種基于霧計算的車聯網快速優化方法，將網絡拓撲結構的優化分為兩方面，首先要滿足節點和鏈路的網絡拓撲結構；其次針對網絡的優化目標，滿足網絡部署總成本最小的要求；將整個網絡部署成本最小的問題，轉化為網絡總體鏈路和網絡設備的成本和最小的問題；將網絡劃分為三段，路側單元（RSU）與霧設備的連接（fog）,霧設備與網關（gw）的連接，網關與云設備的連接，使用啟發式的連接方式在滿足網絡連接的必需條件下，使總成本最小，且優化了網絡速度。

發明內容

本發明提供一種基于霧計算的車聯網快速優化方法，具有通用性強、實施簡便等特點，具有廣闊的應用前景。

本發明提出的具體方案是：

一種基于霧計算的車聯網快速優化方法：

在RSU節點的覆蓋范圍內，車輛節點選擇距離最近的RSU節點進行通信，再根據每個RSU節點所連接的車輛節點數目，去除及再分配覆蓋車輛節點較少的RSU節點，直到獲得RSU節點的最優數目；

將獲得的RSU節點、霧設備節點、網關節點按照距離就近原則分別進行選擇，形成網絡的初始連接，RSU節點與霧設備節點形成rsu-fog集合，霧設備節點與網關節點形成fog-gw集合，計算網絡部署總成本；分別比較rsu-fog集合與成fog-gw集合大小，去除子節點最小的集合，形成新的網絡拓撲，并計算網絡部署總成本；在新的網絡拓撲中，滿足網絡節點連通又在容量約束的情況下，重復比較集合的大小，去除最小集合，并計算每次去除最小集合后的網絡部署總成本，選取總成本中的最小值，為最優網絡部署。

所述每個RSU節點所連接的車輛節點數目作為集合，將每個集合與RSU節點自身容量進行比較，對不超過容量限制的RSU節點判斷為覆蓋車輛節點較少的RSU節點，進行再分配。

進行再分配的具體過程為：按照集合大小進行排列，在滿足RSU節點通信距離的約束下，去除覆蓋車輛節點數目最少的RSU節點，重復對沒有達到容量限制的RSU節點進行整合，直至滿足RSU節點的容量約束。

所述RSU節點選擇距離就近的霧設備節點進行連接，根據霧設備節點的服務量大小，選擇不同的配置類型，形成rsu-fog集合。

預先計算車聯網各層網絡的節點中任意兩節點之間的距離。

所述的方法，具體步驟為：

步驟1：網絡初始化，將各層網絡的節點輸入到候選區域，計算任意兩節點之間的距離并保存，并參數初始化；