车联网中计算任务协同卸载机制研究

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随着道路上车辆数量的不断增加和车联网(Internet of Vehicles,Io V)技术的发展,车辆已经成为连接到互联网的移动设备中的重要组成部分。车联网中的智能网联汽车(Intelligent Connected Vehicle,ICV)可以支持各种移动应用,例如图像辅助导航、车辆增强现实和自动驾驶应用等,这些应用程序需要大量的计算资源。然而,单一车辆的计算能力是有限的,这对资源有限的车辆是一个巨大的挑战。为了应对这些挑战,移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)被认为是一种很有前景的方法。MEC将边缘服务器引入移动计算环境,移动设备可以通过无线网络将计算任务卸载到邻近移动用户并且资源丰富的边缘服务器。在MEC中,将资源需求密集型移动应用程序卸载到边缘服务器上,可以大大提高移动应用程序的性能和降低延迟。研究车联网中的计算任务协同卸载问题,在基于移动边缘计算的车联网场景下,提出了联合车辆与路边单元(Vehicle to Roadside Unit,V2R)与车辆与车辆(Vehicle to Vehicle,V2V)计算任务协同卸载问题,将计算任务协同卸载问题转化为一个约束优化问题,以实现在给定的无线信道条件约束和通信持续时间约束的情况下最大程度地减少系统处理延迟,为每个车辆提出了集中管理策略(即基于集群的V2V计算任务卸载方案),并给出了基于博弈论的分布式算法,进行了基于车辆轨迹数据集的仿真实验,数值结果表明,提出的方案在系统处理延迟及执行效率上可以很好地提升计算任务卸载性能。从应用程序级指标角度研究车联网中智能车辆计算任务卸载问题,考虑智能车辆应用程序对计算延迟敏感,划分为高优先级应用程序和低优先级应用程序。同时,智能电动车辆逐渐成为未来的发展趋势,但影响其发展的一个关键仍是续航的问题,即智能电动车辆的储能能源有限。因此,研究旨在通过最小化系统处理延迟并节省能源来选择最佳的计算任务卸载策略,并最大程度地提高满足高优先级应用数量,优化计算效率和资源利用,采用潜在博弈对系统进行建模,并提出了基于潜在博弈的计算任务卸载机制,提供不同场景下的仿真实验并讨论了仿真结果,验证本文提出的方案具有更佳的性能。
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