[發明專利]車聯網中基于NOMA-MEC混合卸載方法

有效

• 申請號: 202010318816.4
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111565380B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 張海波;黃宏武;荊昆侖;程妍
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W24/02
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明涉及車聯網系統中無線短距離通信技術領域，具體涉及車聯網中基于NOMA?MEC混合卸載方法，包括：初始化，根據車輛用戶的請求卸載任務Q_v和基于OMA的通信網絡系統容量Q_max的大小選擇是否采用OMA卸載方法進行卸載，對于不符合OMA卸載方法的車輛用戶，則根據各車輛用戶的卸載時延和能耗選擇NOMA卸載方法或者NOMA?MEC卸載方法進行任務卸載。本發明將部分車輛用戶按照OMA卸載方法進行卸載，另一部分車輛用戶利用NOMA卸載方法進行卸載傳輸，對卸載能耗進行了優化，能夠最大程度的保證卸載車輛用戶的效益。

技術領域

本發明涉及車聯網系統中無線短距離通信技術領域，具體涉及車聯網中基于NOMA-MEC混合卸載方法。

背景技術

車聯網系統中，傳統的車輛用戶任務卸載方法是采用移動邊緣計算(MEC)在車輛用戶附近的無線接入網絡(RAN)內提供IT和云計算資源，使車輛用戶盡可能方便地將其能耗(計算密集)任務卸載到MEC服務器，以減少移動設備上的應用程序執行時間，從而降低功耗。車輛的高速移動，多普勒頻移較高導致車輛用戶網絡的拓撲結構變換較快，信道相干時間較低，信道估計的難度增大，并且車輛用戶區域性集中度高，存在較大網絡接入時延和較高的頻譜資源需求。通常，移動設備通過正交多址(OMA)技術與基站相連，最多一個車聯車輛用戶分配一個信道。因此在有限的信道資源情況下很難實現頻譜復用。并且，OMA模式下的車輛用戶在卸載任務時需要排序等待，等到其他車輛用戶卸載完成之后，再進行任務卸載，導致時延過長，影響車輛用戶體驗。在車聯網場景下，面對新型的服務應用，如無人駕駛、超清視頻、增強現實(AR)此類對時延敏感的計算任務，OMA技術很難滿足時延的需求。

NOMA技術是第五代蜂窩網絡的關鍵技術之一，通過為終端車輛用戶分配不同的功率，可以在同一頻帶上同時為多個車輛用戶提供服務，節省了信道資源。相較于OMA技術能夠有效地提高頻譜利用率，并且改善了多車輛用戶計算卸載的性能；此外，NOMA技術也可以解決車輛用戶集中度搞帶來的問題。

本發明將NOMA技術應用到車聯網系統中，利用NOMA技術改善基于MEC的通信網絡的多車輛用戶計算卸載性能，在基于MEC的車聯網絡系統中引入非正交多址(NOMA)技術，構建了一個新的車聯網絡通信架構，即NOMA-MEC的混合卸載方法。該方法可以根據車輛用戶請求的任務屬性以及卸載車輛用戶的數量，進行信道資源分配；該方法通過將部分車輛用戶按照傳統正交多址(OMA)模式進行卸載，另一部分車輛用戶利用NOMA模式進行卸載傳輸，更加全面的考慮到了目標優化函數的影響因子，不僅考慮到了任務卸載的時延需求，同時也對卸載能耗進行了優化。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種車聯網中基于NOMA-MEC混合卸載方法。

一種車聯網中基于NOMA-MEC的混合卸載方法，包括以下步驟：

S1：初始化車輛用戶的請求卸載任務Q_v＝{S_v,D_v}和信道容量Q，確定車輛用戶v的最佳能耗容忍區間(0,e^max)、時延能耗的權衡因子λ；其中，v表示車輛用戶，且v＝{1,2,...,V}，V表示車輛用戶的數量，S_v表示車輛用戶v需要卸載的任務大小，D_v表示車輛用戶v需要卸載任務的最大時延容忍度；

S2：判斷車輛用戶的請求卸載任務Q_v是否超出基于OMA的通信網絡系統容量Q_max，若當前接入車輛用戶數量未超出基于OMA的通信網絡系統容量，則選擇OMA卸載方法進行卸載；若接入的車輛用戶數量Q_v超過了基于OMA的通信網絡系統容量Q_max，則執行步驟S3；