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申请/专利权人：陇东学院

摘要：本发明提出了一种车联网中可切分任务的计算卸载方法，主要解决现有方法任务完成率低，且存在资源浪费的问题。方案包括：1搭建车联网中由行驶车辆与路侧单元RSU构成的可切分任务卸载场景；2获取车辆中每个任务车辆与其通信范围内RSU，以及与服务车辆的通信链路持续时间；3判断通信链路持续时间与任务容忍的最大延迟之间的关系是否满足任务执行要求；4构建系统时延模型，并采用迭代优化算法对其进行优化求解；5将任务以最优的切分比例分配至所有可用服务节点；6将RSU上的资源以最优的分配方式分配给所有卸载至其上的任务。本发明能够在节点移动的车联网环境中充分利用可用资源，降低任务执行时延，提升任务卸载成功率。

主权项：1.一种车联网中可切分任务的计算卸载方法，其特征在于，包括以下步骤：1搭建车联网中车辆产生的可切分任务卸载场景：1.1将系统时间划分为离散的时间片Γ＝{1,2,…,t,…,T}，且每个时间片的时间间隔相等，设定每个时间片内路段最多有N辆车，构成车辆集合1.2每个车辆以固定概率pt产生任务，当前时刻产生任务的车辆为任务车辆TV，其余作为辅助任务车辆进行计算的服务车辆SV；将时刻t产生的任务表示为Dnt＝dnt,cnt,δnt，其中dnt是任务的输入，cnt是任务的计算密度，δnt是任务可容忍的最大时延；1.3在路段中均匀部署M个路侧单元RSU，表示为将车辆和RSU之间的通信称为V2I通信，车辆和车辆之间的通信称为V2V通信；其中V2I通信范围为ε米，V2V通信范围为χ米；假设系统中所有车辆的速度服从均值为μ、方差为σ的截断高斯分布，且每辆车在每个时间片内匀速行驶，搭建车联网任务卸载场景，并以场景中最左端的位置为原点，令第n个车辆的位置为第m个RSU的位置为2分别计算第n个TV和第m个RSU的通信链路持续时间以及第n个TV和第n′个SV的通信链路持续时间获取每个任务车辆与其通信范围内RSU和所有服务车辆的通信链路持续时间；3分别判断与任务容忍的最大延迟δnt之间的关系，如果或大于δnt，表明该RSU或SV可以为任务Dnt提供计算服务，则将此服务节点加入任务Dnt的服务节点集合中；反之，表明该RSU或SV不能为任务Dnt提供计算服务，则不将其加入服务节点集合；4检查是否存在同一个SV出现在多个任务服务节点集合中的情况，若存在，则只为距离该SV最近的任务车辆提供服务；5将任一任务分配给其所有服务节点的比例和将任一RSU中计算资源分配给其所有任务的比例作为优化变量，构建系统时延模型，步骤如下：5.1将车辆产生的任务进行切分并传输至所有服务节点，所述服务节点分为RSU节点、本地执行节点和SV节点三类，按照服务节点类型分别获取卸载至RSU节点、本地执行节点和SV节点的计算时延及5.2在任务卸载至RSU或SV时，将任务传输至各服务节点，并在卸载至RSU时获取基于毫米波通信的V2I通信时延在卸载至SV时获取基于5GNR-C-V2XPC5接口的V2V通信时延5.3在任务被卸载至RSU执行，且当前RSU同时接收了多个任务时，获取排队时延5.4构建系统的整体时延模型： 其中，约束C1表示每个服务车辆只能为一个任务提供服务；约束C2表示任务的切分比例不小于0；约束C3表示RSU分配给每个任务的资源必须大于0；约束C4表示资源分配比例之和必须小于等于1；约束C5表示任务切分比例之和为1；6采用迭代优化算法对步骤5构建的系统时延模型进行优化求解，使得系统完成当前时间片内所有任务所需的时延最小，得到将任一任务分配给其所有服务节点的最优比例，即最优任务切分方案，以及将任一RSU中计算资源分配给其所有任务的比例，即最优资源分配方案，实现步骤如下：6.1将当前时刻每一个任务平均切分成相等大小的子任务并卸载至该任务的所有可用服务节点；6.2当任一RSU在当前时刻接收到的任务数大于1时，使用拉格朗日乘子法计算该RSU分配给每个任务的计算资源比例；6.3令NTt表示t时刻产生任务的车辆数，i表示实际任务数，初始化i＝1；6.4当i小于等于NTt时，继续执行步骤6.5，否则执行步骤6.8；6.5计算任务Dit的每个服务节点完成所分配子任务所需的时延，并求出最大时延与最小时延之差；6.6如果时延之差大于预设的阈值，则继续执行步骤6.7；反之，令i＝i+1，并返回步骤6.4；6.7求解在最大时延的服务节点上计算产生时延差值一半时的子任务份数，并将这些子任务迁移至最小时延的服务节点上，且转移至少1份任务；迁移结束后使用拉格朗日乘子法重新计算该任务车辆所在RSU分配给每个任务的计算资源比例，并返回执行步骤6.5；6.8将当前的任务切分方案和资源分配方案设定为最优任务切分方案和最优资源分配方案；7根据最优任务切分方案和最优资源分配方案进行任务切分及资源分配，执行任务；8完成并退出计算卸载流程。

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