[发明专利]一种基于边缘计算的车联网混合数据分发方法

说明书

本发明公开了一种基于边缘计算的车联网混合数据分发方法，以边缘基站为决策中心，接收边缘基站覆盖范围内过往车辆发送的车辆信息；对车辆信息进行计算，并根据计算结果更新车辆距离退出边缘基站覆盖范围的截止时间以及车辆邻居表；根据车辆截止时间及车辆信息，在满足车辆请求截止时间及满足边缘基站流量下，由边缘基站预测车流轨迹并制定决策；过往车辆接收相应决策并执行；根据过往车辆实际接收数据，更新车辆缓存数据表及请求数据表；本发明把车辆之间的V2V通信优先级调高，在满足车辆服务截止期限条件下，加入适当的车辆与基站的V2I通信保证车辆请求服务得以满足，且数据收集速率快，基站流量低，显著地减少V2I通信。

技术领域

本发明涉及车联网技术的研究领域，特别涉及一种基于边缘计算的车联网混合数据分发方法。

背景技术

车联网中数据分发问题应用较为广泛，既可以用于行车过程中的安全预警方面，也可以为行车中的司机、乘客提供各种娱乐、广告信息等非安全消息。通过将数据预存于边缘设备(如蜂窝基站或车辆)中，当车辆在行驶中发出数据请求，数据可以通过蜂窝网络下载，也可以从其他相邻的车辆获取。如果仅仅使用蜂窝网络与车辆之间的V2I(Vehicle-to-Infrastructure)通信，造成蜂窝基站的流量高、压力大；同样地，在车辆网络拓扑快速变化的情况下，车辆与车辆之间的V2V(Vehicle-to-Vehicle)通信具有很大的机会性和随机性。因此，如何更好地结合蜂窝网络和车辆网络进行数据分发是一个值得研究的问题。

目前，已有许多关于车联网中数据分发研究：

现有方案中，有提出了一种混合I2V和V2V通信的协作式数据分发通信，RSU选择发送和接收车辆以及用于V2V通信的相应数据，同时RSU将数据项通过I2V信道广播到被指定的车辆，目标是最大化接收其请求数据的车辆数量。但是，该文献没有考虑到I2V通信的开销，车辆可以尽量从基础设施RSU获取数据，可能会造成基础设施的流量过高，成为数据分发的瓶颈。

现有方法中，还有提出一种用于自动驾驶服务的两级边缘计算架构。由基站智能负责覆盖下车辆的缓存策略，并通过车辆通信共享缓存数据。为了减少蜂窝网络流量，它考虑车辆最小化从基站获取数据，再通过V2V广播进行数据的传播同时满足服务的严格延迟约束。然而，该文献分离考虑V2V和V2I通信，优先考虑从基站获取数据，这种方法无法充分利用V2V来释放边缘的流量负载。由于V2V通信具有很大的机会性和随机性，在该方法优先考虑V2I通信的情况下，该车辆需要从基站获取请求的数据块而错失了广播机会。造成邻居车辆的请求可能需要更多的通信开销(如V2I通信)。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于边缘计算的车联网混合数据分发方法，为了克服现有的车联网数据分发方法中，无法兼顾基站压力大、车辆间通信具有大的机会性和随机性等问题。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于边缘计算的车联网混合数据分发方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以边缘基站为决策中心，接收边缘基站覆盖范围内过往车辆发送的车辆信息；

S2、边缘基站对接收的车辆信息进行计算，并根据计算结果更新车辆距离退出边缘基站覆盖范围的截止时间以及车辆邻居表；

S3、根据车辆截止时间及车辆信息，在满足车辆请求截止时间及满足边缘基站流量下，由边缘基站预测车流轨迹并制定决策；

S4、根据边缘基站的决策，过往车辆接收相应决策并执行；对于V2V通信，边缘基站将决策信息发送到源点车辆，由源点车辆广播数据到对应的车辆集；

S5、过往车辆执行决策之后，根据过往车辆实际接收数据，更新车辆缓存数据表以及请求数据表。

进一步地，步骤S1中，所述车辆信息包括：车辆速度、行驶方向、车辆已缓存数据、车辆请求数据。