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专利号: 2020102471989
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,获取并分析车联网环境下车辆计算任务属性、不同边缘计算节点属性;

步骤2,计算获取车辆计算任务属性与边缘计算节点属性间的匹配度;其中,将车辆计算任务的数据量与边缘计算节点的数据传输速度进行匹配,将车辆计算任务所需的cpu周期数与边缘计算节点分配的计算资源进行匹配;

步骤3,分析获得不同计算任务的计算需求,对不同类别的匹配度赋权重,计算获得综合匹配度;

步骤4,比较步骤3获得的综合匹配度,根据比较结果选择出最优化边缘计算节点对车辆计算任务进行计算。

2.根据权利要求1所述的一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择方法,其特征在于,步骤1中,所述车辆计算任务属性包括:计算任务的数据量Dj,计算任务所需的cpu周期数Cj,完成该任务要求的最大时间 车辆与各节点间的间距Rij;

所述边缘计算节点属性包括:边缘计算节点的带宽Bj,边缘计算节点分配给车辆使用时隙占单位时间百分比bij,边缘计算节点分配给车辆的计算资源fij,边缘计算节点连接车辆后的平均信噪比

3.根据权利要求2所述的一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择方法,其特征在于,步骤2中,任务属性与节点属性匹配的具体步骤包括:将车辆计算任务的数据量与边缘计算节点的数据传输速度进行匹配,任务数据量与节点的传输速度匹配度其中,数据传输速度vij的计算表达式为 根据式 计

算获得所有基站对于车辆j计算任务数据量的传输时间,得出车辆j计算任务的最小传输时间 表达式为将车辆计算任务所需的cpu周期数与边缘计算节点分配的计算资源进行匹配,运算任务所需cpu周期数与节点分配计算资源匹配度其中,通过式 计算获得所有基站对于车辆j计算任务数据量的执行时间,得出车辆j计算任务的最小传输时间将车辆计算任务的最大完成时间与节点计算该任务所需时间进行匹配,匹配度Lij的计算表达式为其中,通过式 计算该任务完成所需时间tij;

以车辆与节点距离rij与最大距离 计算匹配度,表达式为

4.根据权利要求3所述的一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择方法,其特征在于,步骤3中,对不同类别的匹配度赋权重的步骤包括:根据计算任务属性 分别计算Dj、Cj、 的均值与方差;

其中,对于数据量Dj以及计算任务所需cpu周期数Cj,Dj、Cj数值大于等于其均值与方差之和者,需求度OD、OC为3;介于均值与方差之和以及均值与方差之差者,需求度OD、OC为2;小于等于均值与方差之差者需求度OD、OC为1;

对于最大时间 数值小于等于其均值与方差之差者需求度OT为3;, 数值介于均值与方差之和以及均值与方差之差者,需求度OT为2;, 数值大于等于其均值与方差之和者,需求度OT为1;

对于计算任务与边缘计算节点基站的距离需求,需求度OR为2;

Dj、Cj、 分别对应传输速度需求、执行速度需求、任务完成时间需求,对应的匹配度为Jij、Kij、Lij,得出需求度OD、OC、OT、OR后,计算权重wR、wJ、wK、wL,计算表达式为:式中,OD、OC、OT、OR分别表示传输速度需求、执行速度需求、任务完成时间需求以及连接距离需求,OD、OC、OT、OR分别占总体需求的比重即为匹配度Jij、Kij、Lij、Rij的权重;

综合匹配度的计算表达式为,

Zij=RijwR+JijwJ+KijwK+LijwL。

5.根据权利要求4所述的一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择方法,其特征在于,步骤4中,比较综合匹配度的步骤包括:将每一个车辆计算任务都和多个边缘计算节点进行匹配,对不同匹配度的权重进行赋值后,计算获得多个综合匹配度;

比较综合匹配度大小时,若对于车辆j计算任务,综合匹配度最大值只有一个,则选取该值所在节点为车辆j计算任务的最优化边缘计算节点。

6.根据权利要求5所述的一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择方法,其特征在于,步骤4中,比较综合匹配度大小时,若计算得出的综合匹配度有两个或两个以上相同的最大值,则根据权重wR、wJ、wK、wL大小确定匹配度Jij、Kij、Lij、Rij的比较顺序,优先比较权重较大者对应的匹配度,选择该匹配度最大的节点执行该计算任务。

7.一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择系统,其特征在于,包括:属性获取模块,用于获取车联网环境下车辆计算任务属性、不同边缘计算节点属性;其中,所述车辆计算任务属性包括:计算任务的数据量Dj,计算任务所需的cpu周期数Cj,完成该任务要求的最大时间 车辆与各节点间的间距Rij;所述边缘计算节点属性包括:边缘计算节点的带宽Bj,边缘计算节点分配给车辆使用时隙占单位时间百分比bij,边缘计算节点分配给车辆的计算资源fij,边缘计算节点连接车辆后的平均信噪比匹配度获取模块,用于计算获取车辆计算任务属性与边缘计算节点属性间的匹配度;

其中,将车辆计算任务的数据量与边缘计算节点的数据传输速度进行匹配,将车辆计算任务所需的cpu周期数与边缘计算节点分配的计算资源进行匹配;

综合匹配度获取模块,用于分析获得不同计算任务的计算需求,对不同类别的匹配度赋权重,计算获得综合匹配度;

比较及选择模块,比较综合匹配度获取模块获得的综合匹配度,根据比较结果选择出最优化边缘计算节点对车辆计算任务进行计算。

8.根据权利要求7所述的一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择系统,其特征在于,所述匹配度获取模块包括:第一获取模块,用于将车辆计算任务的数据量与边缘计算节点的数据传输速度进行匹配,任务数据量与节点的传输速度匹配度其中,数据传输速度vij的计算表达式为 根据式 计

算获得所有基站对于车辆j计算任务数据量的传输时间,得出车辆j计算任务的最小传输时间 表达式为第二获取模块,用于将车辆计算任务所需的cpu周期数与边缘计算节点分配的计算资源进行匹配,运算任务所需cpu周期数与节点分配计算资源匹配度其中,通过式 计算获得所有基站对于车辆j计算任务数据量的执行时间,得出车辆j计算任务的最小传输时间第三获取模块,用于将车辆计算任务的最大完成时间与节点计算该任务所需时间进行匹配,匹配度Lij的计算表达式为其中,通过式 计算该任务完成所需时间tij;

第四获取模块,用于以车辆与节点距离rij与最大距离 计算

匹配度,表达式为

9.根据权利要求8所述的一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择系统,其特征在于,匹配度获取模块中,对不同类别的匹配度赋权重的步骤包括:根据计算任务属性 分别计算Dj、Cj、 的均值与方差;

其中,对于数据量Dj以及计算任务所需cpu周期数Cj,Dj、Cj数值大于等于其均值与方差之和者,需求度OD、OC为3;介于均值与方差之和以及均值与方差之差者,需求度OD、OC为2;小于等于均值与方差之差者需求度OD、OC为1;

对于最大时间 数值小于等于其均值与方差之差者需求度OT为3;, 数值介于均值与方差之和以及均值与方差之差者,需求度OT为2;, 数值大于等于其均值与方差之和者,需求度OT为1;

对于计算任务与边缘计算节点基站的距离需求,需求度OR为2;

Dj、Cj、 分别对应传输速度需求、执行速度需求、任务完成时间需求,对应的匹配度为Jij、Kij、Lij,得出需求度OD、OC、OT、OR后,计算权重wR、wJ、wK、wL,计算表达式为:式中,OD、OC、OT、OR分别表示传输速度需求、执行速度需求、任务完成时间需求以及连接距离需求,OD、OC、OT、OR分别占总体需求的比重即为匹配度Jij、Kij、Lij、Rij的权重;

综合匹配度的计算表达式为,

Zij=RijwR+JijwJ+KijwK+LijwL。

10.根据权利要求9所述的一种车联网环境下的最优化边缘计算节点选择系统,其特征在于,综合匹配度获取模块中,比较综合匹配度的步骤包括:将每一个车辆计算任务都和多个边缘计算节点进行匹配,对不同匹配度的权重进行赋值后,计算获得多个综合匹配度;

比较综合匹配度大小时,若对于车辆j计算任务,综合匹配度最大值只有一个,则选取该值所在节点为车辆j计算任务的最优化边缘计算节点;若计算得出的综合匹配度有两个或两个以上相同的最大值,则根据权重wR、wJ、wK、wL大小确定匹配度Jij、Kij、Lij、Rij的比较顺序,优先比较权重较大者对应的匹配度,选择该匹配度最大的节点执行该计算任务。