[发明专利]信息年龄约束下基于MEC的车联网任务卸载和资源分配方法

权利要求书

1.一种信息年龄约束下基于MEC的车联网任务卸载和资源分配方法，其特征在于，

包括下列步骤：

步骤1、构建多车辆单边缘计算服务器的车联网系统模型，所述车联网模型是一个由多个移动车辆及单边缘计算服务器组成的网络模型：

在道路旁部署单个路边单元RSU，并为其配备具有一定计算处理能力的边缘计算服务器，能够为车辆提供额外的计算资源，道路中有N辆车正在行驶，每辆车有若干大小不同且可分割的计算任务需要处理，计算任务选择完全在本地计算，或选择部分或全部卸载到边缘计算服务器处计算；

步骤2、建立基于移动边缘计算的车联网中车辆计算任务的通信模型、计算模型以及信息年龄模型：

所述通信模型为：

其中，R_i表示车辆i的上传速率；W是车辆和边缘服务器之间可用频谱带宽；P_i^up表示车辆i的上行发射功率；h_i表示车辆i与边缘计算服务器之间的信道增益；n₀表示加性高斯白噪声；

所述的计算模型为：

a)本地计算模型：

其中，和分别表示车辆i所携带的任务k的本地计算时延和能耗；C_loc表示任务在本地计算一个比特数据所需要的CPU周期数；s_ik表示车辆i所携带的任务k通过本地计算完成的份数；d表示可分割的计算任务的基本单位，单位为bit；表示车辆i为计算任务k的所消耗的本地计算资源；ξ是一个常数，其值取决于芯片的结构；

b)卸载计算模型

其中，和分别表示车辆i所携带的任务k的计算卸载时延和缷载能耗；C_mec表示边缘服务器计算一个比特数据所需要的CPU周期数；m_ik表示车辆i所携带的任务k通过卸载计算完成的份数；d表示可分割的计算任务的基本单位，单位为bit；表示边缘计算服务器分配给车辆i计算任务k的计算资源；表示RSU的电容常数，其值取决于芯片的结构；P_i^up表示上行服务器的发射功率；R_i表示车辆i的上传速率；

所述信息年龄模型为：

其中，表示车辆i的平均信息年龄；l_ik表示车辆i任务k可以分割的份数；a_ik表示车辆i所携带的任务k的信息年龄；K是每辆车携带的任务总数；T是时隙数量；

步骤3、在车联网通信资源、计算资源和信息年龄约束下，建立卸载方式、通信资源分配以及计算资源分配的联合优化问题模型，最小化处理计算任务所需的平均能耗；

步骤4、采用基于混合策略改进的鲸鱼优化算法HS-WOA(Hybrid Strategy ImprovedWhale Optimization Algorithm)求解联合优化问题模型中的优化问题。

2.根据权利要求1所述的信息年龄约束下基于MEC的车联网任务卸载和资源分配方法，其特征在于，步骤3所述的信息年龄是一种度量信息新鲜程度的指标，将信息年龄定义为最新被处理完成的车辆计算任务自生成开始所经历的时间，由于陈旧信息难以满足车联网中车辆对于信息及时性的要求，考虑在信息年龄约束下，最小化车辆处理任务所需的平均能耗，以满足车联网用户对于信息及时性的要求。