[发明专利]一种能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法

说明书

本发明公开了一种能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法，包括以下步骤，求解电动汽车边缘最优的计算频率，求解用户最优的卸载比率，求解最优传输功率，采用启发式算法求解最优电动汽车边缘选择决策参数。本发明公开的技术方案能够以成本的方式量化因计算卸载服务所产生的代价，在多用户设备多电动汽车边缘的场景中，采用该技术方案能够使得所有用户设备的能量消耗成本之和最小。

技术领域

本发明涉及移动边缘计算技术领域，尤其涉及一种能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法。

背景技术

移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)的概念最早出现于2013年。当时国际商业 IBM和Nokia siemens网络联合出品了一款计算平台，其可在邻近移动用户的无线基站执行计算任务，为用户提供信息技术服务。随后，欧洲电信标准化协会在2014年成立了移动边缘计算规范工作组，以促进业界对移动边缘计算的研究。MEC的核心思想是把传统数据中心里的云计算平台从核心网络内部迁至移动网络边缘，以实现各类系统资源的高效利用。作为5G 网络的关键技术之一，移动边缘计算(MEC)在用户附近的位置提供了业务本地化和边缘业务移动性能力，进一步减小业务时延，提高网络运营效率、提高业务分发以及改善终端用户体验等。移动边缘计算(MEC)技术作为一种帮助资源受限的用户设备处理通信和计算延迟任务的技术，近年来受到了学术界和工业界的广泛关注。

移动边缘计算(MEC)采用灵活的分布式网络体系结构，把服务能力和应用推进到网络边缘，极大地缩减了等待时间。MEC具有许多应用场景，这里举出一个典型的应用场景：面向对时延、可靠性以及计算性能等有高需求的车联网、工业物联网等应用场景下的网络边缘应用服务，例如：交通事故的广播信息等出行安全保障服务以及一些商业性的增值服务，如停车位查询与定位、AR游戏或者其他便民业务等。随着互联网的普及和互联网技术的不断发展，MEC技术为许多应用提供计算和通信服务，例如数据收集、覆盖范围管理并为能量受限的无线设备提供了改进的计算能力。MEC技术的进步使得大量的用户设备在能量消耗和延迟方面极大地提高了体验质量。

现有的MEC技术考虑MEC服务器时，MEC服务器是静止的，MEC服务器通常部署在某一个固定的地方。如果在某个广场，只有在节假日的时候，用户设备才会对MEC服务器有计算卸载需求，如果直接在广场上部署MEC服务器，就会出现MEC服务器不用的日子比用的日子更长，那么部署成本就会不划算，因此，对于具有移动性的MEC服务器有着急切的需求。无人机(UAV)辅助MEC也已经引起越来越多的关注，通过在三维空间部署UAV，它可以为多个热点中的用户灵活地提供计算和通信资源支持。

尽管UAV可以为地面用户设备提供灵活地计算能力，它和用户设备之间有更好地空对地信道。但是，UAV的飞行时间和负载是有限的，如果要长时间的为用户设备提供计算服务， UAV可能不是最理想的选择。近年来，随着电动汽车的普及和电池寿命的不断提高，基于电动汽车辅助的MEC将能够长时间的向热点区域中的用户设备提供计算服务。UAV辅助MEC 一个重要原因就是UAV的机动性，我们将MEC服务器装载到电动汽车上，那么MEC服务器就有了移动性，同时，电动汽车具有更强的续航能力，能够连续向MEC服务器供电，明显解决了UAV的能量限制问题。

在商业中心、体育中心等人口稠密地区，随着智能用户设备数量的增加，MEC服务器有可能承载大量用户设备的计算卸载请求。由于MEC服务器的资源有限，所以MEC服务器不能满足全部的用户请求。在这种情况下，不适当的卸载策略可能会导致MEC的资源利用不当，或者许多的用户请求得不到满足，而基于价格机制计算卸载策略可以反映出近期MEC服务器计算资源的供需关系，能够更好地协调用户设备之间的资源竞争关系。因此，设计一种基于价格机制计算卸载策略，使得用户设备在请求计算资源时所消耗的费用最小具有重要现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种在多用户设备多电动汽车边缘的场景中使得所有用户设备的能量消耗成本之和最小的移动边缘计算卸载方法。