[發明專利]一種基于移動邊緣計算的協作車輛間任務動態卸載方法

有效

• 申請號: 202010727802.8
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN112512018B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 田大新;韓旭;段續庭;周建山;郎平;林椿眄;趙元昊;鄭坤賢;閆慧文;黃米琪;郝威;龍科軍;劉赫;拱印生
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W4/46
• 分類號: H04W4/46;H04W12/00;H04W12/02;H04W24/02;H04W24/06
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 王希剛

一種基于移動邊緣計算的協作車輛間任務動態卸載方法。方法包括：構建車輛協作通信可靠性評估模型以及服務車輛的計算可靠性評估模型；基于服務車輛端計算資源建立虛擬隊列模型，綜合隊列長度和隱私感知優化分區；基于請求車輛預設任務的處理時延約束，確定面向服務請求的最大化通信和計算耦合可靠性優化方程；基于最大化耦合可靠性確定任務卸載決策。前述方法考慮了采用協作傳輸的車輛間的通信與計算耦合，能夠對請求車輛計算任務進行劃分，并且在服務車輛資源受限的情況下通過移動邊緣計算實現請求車輛和服務車輛聯合處理，以提高通信與計算資源的利用率，同時提高耦合可靠性。

技術領域

本發明涉及的技術領域為無線通信技術與移動邊緣計算技術，特別是涉及一種基于移動邊緣計算的協作車輛間任務動態卸載技術。

背景技術

車聯網(Internet of Vehicles，IoV)整合了來自不同領域的可用計算資源，為車輛構建強大的分布式移動計算系統，最大限度地利用車輛周圍或路側潛在的計算資源。為了有效應對網絡邊緣設備產生的海量計算需求對網絡通信帶來的挑戰，移動邊緣計算(Mobile Edge Computing,MEC)技術被提出，車輛用戶可以充分利用網絡邊緣設備如路側單元(RSU)或來自附近一個或多個車輛的未充分利用的存儲和計算資源，遷移其全部或部分計算任務，從而減少直接從車輛端傳輸至云中心的數據量。其中，車車(Vehicle-to-Vehicle,V2V)之間以計算為導向的邊緣計算模式能夠采用協作通信技術，利用移動中繼節點來增加車輛用戶的特定容量。

計算分區是實現移動邊緣計算的核心技術之一。它使得車輛終端避免處理所有計算負載，而是將整個應用程序分為幾個計算子任務，然后將它們分配給提供服務的車輛或RSU用于根據網絡連接狀態對計算負載和應用程序處理要求進行處理。計算卸載技術對于實現邊緣計算也很重要，計算卸載的過程中會受到不同因素的影響，如用戶的使用習慣、無線電信道質量、移動設備的性能和云服務器的可用性等，因此計算卸載的關鍵在于指定適合的卸載決策。與此同時，車輛聯網的固有特性使得移動邊緣計算方案應用于車聯網當中需要考慮同時考慮傳輸與計算兩個耦合的物理過程，因此，車輛計算任務的分區和卸載也需要考慮車輛在動態環境下通信的物理特征和車輛終端的計算負載，進一步確保通信和計算的耦合可靠性。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種基于移動邊緣計算的協作車輛間任務動態卸載技術，以提高通信與計算資源的利用率，同時提高通信與計算的耦合可靠性。

本申請是通過如下技術方案實現的：

一種基于移動邊緣計算的協作車輛間任務動態卸載技術，該方法包括如下步驟：

步驟1，獲取基于協作傳輸的車輛間信道的性能參數以及車輛計算性能參數。

考慮基于解碼轉發的三節點協作傳輸場景，請求車輛需要在中繼車輛的幫助下與目標服務車輛通信。根據預先設置好的任務生命周期T設置采樣時隙t＝1,2,…,T。在每個時隙t內，請求車輛與服務車輛間信道的性能參數為X_i,t(i＝λ,k,L₁,L₂,L₃,SNR)，其中，λ為任務分配參數，其用于決策本地計算與服務車輛計算任務占比，即：

k為路徑損耗系數，L₁,L₂,L₃分別為請求車輛與服務車輛之間、請求車輛與中繼車輛之間、中繼車輛與服務車輛之間的距離，SNR為信噪比。請求車輛計算性能參數為Y_j,t(j＝λ,W_R,α,β)，W_R為請求車輛的CPU周期，由相應車輛確定，用于表征其計算能力；其中，計算處理每比特數據所需CPU周期服從形狀參數為α，尺度參數為β的Gamma分布，其概率密度函數表示為：