[发明专利]一种基于雾计算的车联网快速优化方法

说明书

本发明公开一种基于雾计算的车联网快速优化方法,涉及车联网络部署规划领域；将网络拓扑结构的优化分为两方面，首先要满足节点和链路的网络拓扑结构；其次针对网络的优化目标，满足网络部署总成本最小的要求；将整个网络部署成本最小的问题，转化为网络总体链路和网络设备的成本和最小的问题；将网络划分为三段，路侧单元（RSU）与雾设备的连接（fog）,雾设备与网关（gw）的连接，网关与云设备的连接，使用启发式的连接方式在满足网络连接的必需条件下，使总成本最小，且优化了网络速度。

技术领域

本发明公开一种基于雾计算的车联网快速优化方法,涉及车联网络部署规划领域。

背景技术

雾计算(Fog Computing)，在该模式中数据、数据处理和应用程序集中在网络边缘的设备中，而不是几乎全部保存在云中，是云计算(Cloud Computing)的延伸概念。雾计算并非由性能强大的服务器组成，而是由性能较弱、更为分散的各类功能计算机组成，渗入工厂、汽车、电器、街灯及人们物质生活中的各类用品。雾计算是以个人云，私有云，企业云等小型云为主，以量制胜，强调数量，不管单个计算节点能力多么弱都要发挥作用。雾计算才使得很多业务可以部署。比如:车联网。车联网的应用和部署要求有丰富的连接方式和相互作用。车到车，车到接入点，接入点到接入点。雾计算能够为车联网的服务菜单中的信息娱乐，安全，交通保障等服务，但由于其网络结构复杂，在大规模网络环境下进行网络优化使用传统的优化算法速度较慢。而本发明提供一种基于雾计算的车联网快速优化方法，将网络拓扑结构的优化分为两方面，首先要满足节点和链路的网络拓扑结构；其次针对网络的优化目标，满足网络部署总成本最小的要求；将整个网络部署成本最小的问题，转化为网络总体链路和网络设备的成本和最小的问题；将网络划分为三段，路侧单元（RSU）与雾设备的连接（fog）,雾设备与网关（gw）的连接，网关与云设备的连接，使用启发式的连接方式在满足网络连接的必需条件下，使总成本最小，且优化了网络速度。

发明内容

本发明提供一种基于雾计算的车联网快速优化方法，具有通用性强、实施简便等特点，具有广阔的应用前景。

本发明提出的具体方案是：

一种基于雾计算的车联网快速优化方法：

在RSU节点的覆盖范围内，车辆节点选择距离最近的RSU节点进行通信，再根据每个RSU节点所连接的车辆节点数目，去除及再分配覆盖车辆节点较少的RSU节点，直到获得RSU节点的最优数目；

将获得的RSU节点、雾设备节点、网关节点按照距离就近原则分别进行选择，形成网络的初始连接，RSU节点与雾设备节点形成rsu-fog集合，雾设备节点与网关节点形成fog-gw集合，计算网络部署总成本；分别比较rsu-fog集合与成fog-gw集合大小，去除子节点最小的集合，形成新的网络拓扑，并计算网络部署总成本；在新的网络拓扑中，满足网络节点连通又在容量约束的情况下，重复比较集合的大小，去除最小集合，并计算每次去除最小集合后的网络部署总成本，选取总成本中的最小值，为最优网络部署。

所述每个RSU节点所连接的车辆节点数目作为集合，将每个集合与RSU节点自身容量进行比较，对不超过容量限制的RSU节点判断为覆盖车辆节点较少的RSU节点，进行再分配。

进行再分配的具体过程为：按照集合大小进行排列，在满足RSU节点通信距离的约束下，去除覆盖车辆节点数目最少的RSU节点，重复对没有达到容量限制的RSU节点进行整合，直至满足RSU节点的容量约束。

所述RSU节点选择距离就近的雾设备节点进行连接，根据雾设备节点的服务量大小，选择不同的配置类型，形成rsu-fog集合。

预先计算车联网各层网络的节点中任意两节点之间的距离。

所述的方法，具体步骤为：

步骤1：网络初始化，将各层网络的节点输入到候选区域，计算任意两节点之间的距离并保存，并参数初始化；