[發(fā)明專利]一種面向車聯(lián)霧計算的“通信-計算”一體化資源分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011443742.3
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112584351B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃俊;梁志磊
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W4/44
• 分類號: H04W4/44;H04W24/02;H04W24/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種面向車聯(lián)霧計算的“通信-計算”一體化資源分配方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

S1、設(shè)卸載到路側(cè)單元RSU執(zhí)行任務，獲取車輛信息和霧節(jié)點信息；

設(shè)卸載到路側(cè)單元RSU執(zhí)行任務，根據(jù)香農(nóng)公式，車輛上行的傳輸速率表示為

其中，B為無線信道的帶寬，P_i代表智能車輛用于上傳數(shù)據(jù)的傳輸功率，g_i則代表智能車輛i與基站之間的信道增益，N₀為白高斯噪聲方差；

S2、建立任務模型；

系統(tǒng)中的每一個車輛都產(chǎn)生了計算密集型任務，設(shè)智能車輛i對應的任務A_i用以下數(shù)組來表示

其中，表示應用的數(shù)據(jù)量；S_i表示CPU處理該應用需要的周期數(shù)；表示該應用的到達時間

S3、計算霧節(jié)點執(zhí)行任務的穩(wěn)定度；

通過霧節(jié)點的信譽度對其執(zhí)行任務的所述穩(wěn)定度進行量化，霧節(jié)點的信譽度使用以下公式進行描述：

其中，rep_i代表霧節(jié)點i的信譽度，r_i^s和r_i^c是計算節(jié)點i的信譽度評價指標，分別代表霧節(jié)點i的統(tǒng)計信譽度和認知信譽度，在信譽度計算中所占的權(quán)重值分別為ω₁、ω₂，ω₁+ω₂＝1，N_t是霧節(jié)點i已經(jīng)執(zhí)行的任務總數(shù)，N_th是任務數(shù)的閾值；

1)所述統(tǒng)計信譽度r_i^s的計算過程為：

統(tǒng)計信譽度r_i^s是根據(jù)霧節(jié)點i執(zhí)行歷史任務的情況統(tǒng)計得出的，f_l∈[0,1]代表第l次滿意度評價，設(shè)霧節(jié)點滿意度評價表中存放的對霧節(jié)點i的評價次數(shù)為m次，則統(tǒng)計信譽度r_i^s為m次評價的平均值，不考慮時間衰減的統(tǒng)計信譽度的計算公式為

設(shè)信譽度模型區(qū)別不同階段對于信譽度計算的影響，時間較近的評價具有更高的權(quán)重值，因此考慮時間衰減的最終統(tǒng)計信譽度的公式為

其中為交易次數(shù)因子，反應滿意度評價量越多時，做出的信任度評價越準確；

2)所述認知信譽度r_i^c的計算過程為：

設(shè)霧節(jié)點執(zhí)行的歷史任務數(shù)量較少，即N_t＜N_th，統(tǒng)計信譽度不能反映霧節(jié)點的真實信譽度，因此考慮霧節(jié)點的認知信譽度r_i^c，霧節(jié)點主要包括車輛與路邊單元，因此根據(jù)其計算能力以及其續(xù)航能力將其分為穩(wěn)定節(jié)點和不穩(wěn)定節(jié)點兩種；其中令r_i^RSU表示穩(wěn)定節(jié)點，r_i^AV表示不穩(wěn)定節(jié)點；

3)霧節(jié)點執(zhí)行任務的穩(wěn)定度計算過程為

霧節(jié)點任務執(zhí)行的穩(wěn)定度計算方法，如下所示：

其中sta_i表示霧節(jié)點i的穩(wěn)定度，t_i為霧節(jié)點i完成任務的時間，T為單位時間；

4)霧節(jié)點執(zhí)行任務的穩(wěn)定度影響因子為γ_i

γ_i＝1-sta_i；

S4、建立任務計算模型；

將任務計算模型分成兩個部分：本地計算模型與卸載計算模型；

本地計算模型是利用車輛自身的計算資源執(zhí)行任務，卸載計算模型是基站決定卸載到路側(cè)單元RSU并利用路側(cè)單元RSU的計算資源處理任務模型；

1)所述本地計算模型具體為：

設(shè)車輛i的任務在本地執(zhí)行，定義T_lⁱ作為本地執(zhí)行的時延，假定車輛的計算能力為f_lⁱ，則本地處理的時間為

2)所述卸載計算模型具體為：

設(shè)選擇路側(cè)單元RSU執(zhí)行任務，首先智能車輛將通過無線信道卸載任務到RSU，然后由RSU來執(zhí)行這個任務，整個卸載過程包括三部分組成：

①智能車輛通過無線信道上傳程序編程代碼與參數(shù)相關(guān)的信息到基站，基站再把相關(guān)信息轉(zhuǎn)發(fā)到RSU；

②RSU分配相應的計算資源去執(zhí)行這項任務；

③基站把計算結(jié)果返回到智能車輛；

將智能車輛i通過無線信道上傳數(shù)據(jù)的時間記作

設(shè)任務開始在RSU執(zhí)行的時間為把智能車輛通過無線信道上傳數(shù)據(jù)的時間記作則有

設(shè)RSU在執(zhí)行一項任務的時候占據(jù)了所有計算資源，執(zhí)行時延是

其中f_c代表了RSU的計算資源，智能車輛i的計算卸載總時延為：

S5、將穩(wěn)定性影響因子與任務執(zhí)行時延相結(jié)合；

結(jié)合后智能車輛i的穩(wěn)定時延表示為：

其中，γ_i表示穩(wěn)定性影響因子，α_i代表了卸載決策變量，智能車輛的卸載決策變量是一個整型的0，1變量，當其為0時表示任務在車輛上執(zhí)行，當其為1時表示任務卸載到RSU執(zhí)行，系統(tǒng)的最小穩(wěn)定時延表示為