[發明專利]一種面向任務卸載的車輛集群動態生成方法

在審

• 申請號: 202211081408.7
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115426683A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 沈茹婧;李偉;高明晉;石晶林
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08;H04W28/06;H04W4/40;H04W4/08;H04W72/04
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

1.一種面向任務卸載的車輛集群動態生成方法，其特征在于，所述方法包括在每個時隙執行如下步驟：

S1、獲取當前時隙能通過無線通信交互的多個車輛的信息，并從中確定可對外提供計算服務的多個服務車以及向這些服務車卸載任務的多個成員車；

S2、初始化所有成員車的卸載方案；

S3、基于預定的約束條件對當前的卸載方案進行多輪迭代優化以最小化所有成員車的任務處理總時延，以得到最終卸載方案，其中，所述最終卸載方案指示每個成員車是否向相應服務車卸載任務的卸載決策、卸載比例以及傳輸卸載任務的傳輸功率；

S4、根據最終卸載方案建立一個或者多個集群，其中，每個集群中包含一個服務車以及向該服務車卸載任務的一個或多個成員車。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定的約束條件為：

向相應服務車卸載任務的成員車與該服務車間的距離需小于等于預定的距離閾值；

向相應服務車卸載任務的成員車與該服務車間的速度差需小于等于預定的速度差閾值；

每個成員車的傳輸功率小于等于預定的傳輸功率閾值；

每個服務車在每個時隙接收的卸載任務的數據量總和小于等于預定的數據量閾值；以及

每個成員車向服務車傳輸任務的傳輸速率大于等于預定的傳輸速率下限值。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

S31、基于當前的卸載方案確定當前的任務處理總時延；

S32、基于當前的卸載方案和預定的約束條件對卸載方案進行多輪迭代優化，得到最終卸載方案，其中，每一輪優化是按照預定順序交替對卸載方案中的卸載決策、卸載比例以及傳輸功率中的每一項進行優化以求解對應項中使得所有成員車的任務處理總時延最小化的值。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述S32中每一輪優化包括：

S321、鎖定當前的卸載比例和傳輸功率，基于約束條件對當前的卸載決策進行優化以更新卸載決策；

S322、在步驟S321的基礎上，鎖定當前的傳輸功率和卸載決策，基于約束條件對當前的卸載比例進行優化以更新卸載比例；

S323、在步驟S322的基礎上，鎖定當前的卸載決策和卸載比例，基于約束條件對當前的傳輸功率進行優化以更新傳輸功率。

5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述任務處理總時延為：

基于卸載比例獲得的每個成員車執行其未卸載任務所需的本地處理時延、基于卸載比例和卸載決策獲得的每個成員車根據其傳輸功率將卸載任務傳輸給服務車所需的傳輸時延和每個服務車執行每個成員車卸載任務所需的遠程處理時延之和。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，每個成員車的傳輸時延按照以下方式確定：

根據成員車的傳輸功率、成員車與相應接收卸載任務的服務車間的傳輸距離、路徑損耗、無線信道帶寬和噪聲功率得到傳輸速率；

根據成員車的卸載任務的數據量和傳輸速率確定傳輸時延。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述任務處理總時延計算方式如下：

其中，D表示任務處理總時延，N表示成員車的總數量，表示第n個成員車處理其全部任務的時延，y_n∈[0,1]表示第n個成員車的卸載比例，M表示服務車的總數量，表示第n個成員車將其全部任務傳輸給第m個服務車所需的時延和第m個服務車處理第n個成員車全部任務的時延之和，x_n,m∈{0,1}表示卸載決策，其中，x_n,m＝1表示第n個成員車需要向第m個服務車卸載任務，x_n,m＝0表示第n個成員車不需要向第m個服務車卸載任務。

8.一種基于集群的車聯網任務處理方法，其特征在于，包括：

基于權利要求1-7任一項所述集群動態生成方法生成最終卸載方案并建立一個或多個集群；

基于最終卸載方案每個集群中的成員車處理其未卸載的任務并利用該集群中的服務車處理其卸載任務。