[发明专利]5G异构网络系统及其协同车辆计算任务卸载方法

说明书

本发明提出了一种5G异构网络系统及其协同车辆计算任务卸载方法，解决了计算任务不均衡、计算资源短缺及参与成员间缺乏动态合作的问题。本发明边缘计算和5G异构网络集成系统中的小型蜂窝基站为移动车辆提供高质量计算服务，宏蜂窝基站对小型蜂窝基站进行计算资源的高效管理。本发明方法包括：移动车辆发任务卸载请求；宏蜂窝基站决定执行计算任务方案，对小型蜂窝基站进行调度；任务计算完成，宏蜂窝基站与移动车辆两轮博弈协商计算任务卸载服务协议；协商后，双方交付结果或任务报酬，完成计算任务卸载服务。本发明统筹调度、常用结果缓存、价格博弈，提高了任务完成率和参与者的效用，用于为自动驾驶的车辆提供高效的计算任务卸载服务。

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，主要涉及一种协同车辆任务卸载的博弈理论方案，具体是一种边缘计算和5G异构网络集成系统及其协同车辆计算任务卸载方法，以优化5G异构网络提供的计算服务。

背景技术

新世纪以来，随着国内经济的增速高位运行，汽车需求一直维持着相当高的热度。而随着交通强国战略的推出及车辆技术的快速发展，用户对驾驶体验的要求也在逐步提高。在这种情况下，自动驾驶技术的出现将是车辆技术领域的一次伟大跨越，同时也将彻底改变人们的交通和日常生活方式。自动驾驶中的车辆需要执行大量的计算任务，包括交通监控、环境感知以及人工智能等。如何提供更高效、更准确的计算服务成为自动驾驶技术的重大挑战。

为了满足移动车辆日益增加的计算需求，研究人员对边缘计算和计算任务卸载方案进行了广泛的研究。通过在蜂窝基站上部署边缘计算设备，令移动车辆可以将任务卸载到基站上，由基站提供计算服务，避免远程传输的时延并改善驾驶体验。然而，尽管车辆计算任务卸载方案在不断更新进步，现有的研究仍然存在车辆计算任务的不均衡分布、计算资源短缺以及参与任务计算的成员之间缺乏动态合作的问题，现有研究的不足之处具体包括：现有的研究没有考虑到车辆在系统服务区域内是不均衡分布的，如果一个区域内的车辆密度过大，可能会导致车辆请求的计算任务无法按时完成，从而导致较差的移动车辆服务体验；现有的研究没有考虑到系统的计算资源并不是无限的，如果请求的任务数量过多，可能会导致部分车辆请求的计算任务无法被执行，从而导致较低的任务完成率；现有的研究没有考虑到参与任务计算的成员之间的动态合作，大型基站接收到移动车辆的任务请求消息后，往往是随机选择一组空闲的小型基站来执行计算任务，这些小型基站可能会声明过高的任务奖励金额或者可能根本无法完成任务，这样不仅会导致成本的不可预估性，同时也会降低任务完成率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有车辆计算任务卸载方案的不足，提出一种基于博弈理论的车辆计算任务卸载方案，名称为5G异构网络系统及其协同车辆计算任务卸载方法。