[發明專利]一種基于邊緣計算的車聯網混合數據分發方法

有效

• 申請號: 201910349740.9
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110139225B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 張玲玲;楊磊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W4/44;H04W4/46;H04W28/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳宏升

本發明公開了一種基于邊緣計算的車聯網混合數據分發方法，以邊緣基站為決策中心，接收邊緣基站覆蓋范圍內過往車輛發送的車輛信息；對車輛信息進行計算，并根據計算結果更新車輛距離退出邊緣基站覆蓋范圍的截止時間以及車輛鄰居表；根據車輛截止時間及車輛信息，在滿足車輛請求截止時間及滿足邊緣基站流量下，由邊緣基站預測車流軌跡并制定決策；過往車輛接收相應決策并執行；根據過往車輛實際接收數據，更新車輛緩存數據表及請求數據表；本發明把車輛之間的V2V通信優先級調高，在滿足車輛服務截止期限條件下，加入適當的車輛與基站的V2I通信保證車輛請求服務得以滿足，且數據收集速率快，基站流量低，顯著地減少V2I通信。

技術領域

本發明涉及車聯網技術的研究領域，特別涉及一種基于邊緣計算的車聯網混合數據分發方法。

背景技術

車聯網中數據分發問題應用較為廣泛，既可以用于行車過程中的安全預警方面，也可以為行車中的司機、乘客提供各種娛樂、廣告信息等非安全消息。通過將數據預存于邊緣設備(如蜂窩基站或車輛)中，當車輛在行駛中發出數據請求，數據可以通過蜂窩網絡下載，也可以從其他相鄰的車輛獲取。如果僅僅使用蜂窩網絡與車輛之間的V2I(Vehicle-to-Infrastructure)通信，造成蜂窩基站的流量高、壓力大；同樣地，在車輛網絡拓撲快速變化的情況下，車輛與車輛之間的V2V(Vehicle-to-Vehicle)通信具有很大的機會性和隨機性。因此，如何更好地結合蜂窩網絡和車輛網絡進行數據分發是一個值得研究的問題。

目前，已有許多關于車聯網中數據分發研究：

現有方案中，有提出了一種混合I2V和V2V通信的協作式數據分發通信，RSU選擇發送和接收車輛以及用于V2V通信的相應數據，同時RSU將數據項通過I2V信道廣播到被指定的車輛，目標是最大化接收其請求數據的車輛數量。但是，該文獻沒有考慮到I2V通信的開銷，車輛可以盡量從基礎設施RSU獲取數據，可能會造成基礎設施的流量過高，成為數據分發的瓶頸。

現有方法中，還有提出一種用于自動駕駛服務的兩級邊緣計算架構。由基站智能負責覆蓋下車輛的緩存策略，并通過車輛通信共享緩存數據。為了減少蜂窩網絡流量，它考慮車輛最小化從基站獲取數據，再通過V2V廣播進行數據的傳播同時滿足服務的嚴格延遲約束。然而，該文獻分離考慮V2V和V2I通信，優先考慮從基站獲取數據，這種方法無法充分利用V2V來釋放邊緣的流量負載。由于V2V通信具有很大的機會性和隨機性，在該方法優先考慮V2I通信的情況下，該車輛需要從基站獲取請求的數據塊而錯失了廣播機會。造成鄰居車輛的請求可能需要更多的通信開銷(如V2I通信)。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于邊緣計算的車聯網混合數據分發方法，為了克服現有的車聯網數據分發方法中，無法兼顧基站壓力大、車輛間通信具有大的機會性和隨機性等問題。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

一種基于邊緣計算的車聯網混合數據分發方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、以邊緣基站為決策中心，接收邊緣基站覆蓋范圍內過往車輛發送的車輛信息；

S2、邊緣基站對接收的車輛信息進行計算，并根據計算結果更新車輛距離退出邊緣基站覆蓋范圍的截止時間以及車輛鄰居表；

S3、根據車輛截止時間及車輛信息，在滿足車輛請求截止時間及滿足邊緣基站流量下，由邊緣基站預測車流軌跡并制定決策；

S4、根據邊緣基站的決策，過往車輛接收相應決策并執行；對于V2V通信，邊緣基站將決策信息發送到源點車輛，由源點車輛廣播數據到對應的車輛集；

S5、過往車輛執行決策之后，根據過往車輛實際接收數據，更新車輛緩存數據表以及請求數據表。

進一步地，步驟S1中，所述車輛信息包括：車輛速度、行駛方向、車輛已緩存數據、車輛請求數據。