[发明专利]一种车载边缘计算网络中能效优化的计算卸载方法及系统

权利要求书

1.一种车载边缘计算网络中能效优化的计算卸载方法，其特征在于，所述方法包括：

计算本地计算的能效成本EEC，具体包括：计算本地计算延时；基于所述本地计算延时确定本地计算能耗；基于所述本地计算能耗确定本地计算的能效成本EEC；

计算移动边缘计算的能效成本EEC，具体包括：计算车辆n到基站BS的距离；基于所述距离确定车辆n与基站之间的信道增益；基于所述信道增益确定车辆n到基站的实时传输速率；基于所述实时传输速率确定任务传输时延；计算MEC服务器的计算时延；基于所述任务传输时延和所述MEC服务器的计算时延确定移动边缘计算的总时延；计算移动边缘计算的能耗；基于所述移动边缘计算的能耗和所述移动边缘计算的总时延确定移动边缘计算的能效成本EEC；

基于所述本地计算的能效成本和所述移动边缘计算的能效成本确定最优卸载决策；

所述基于所述本地计算的能效成本和所述移动边缘计算的能效成本确定最优卸载决策，具体采用以下公式：

其中，表示最优的卸载决策，表示车辆与BS的最大通信时间，R_max表示基站BS的最大通信距离，D表示基站到道路的垂直距离，x_n表示车辆n在道路上的初始位置，v_n表示车辆n的行驶速度，表示本地计算的计算成本，表示移动边缘计算的计算成本，λ_n表示对应于时延约束的拉格朗日乘子，a_n表示决策变量，T_n,max表示最大可容忍延时，L_n表示任务R_n的数据大小，C_n表示任务R_n的计算复杂度，表示车辆n的计算速度，表示本地计算延时，表示移动边缘计算的总时延，表示移动边缘计算的能效成本EEC，表示本地计算的能效成本EEC；

基于所述最优卸载决策确定车辆的最优CPU频率和最优发射功率，具体包括：

当时，通过以下公式确定车辆的最优CPU频率：

其中，表示车辆n的最大CPU频率，表示车辆的最优CPU频率，表示延时权重参数，λ_n表示时延约束对应的拉格朗日乘子，表示能耗权重因子，k表示有效开关电容系数；

当时，通过以下公式确定最优的车辆发射功率：

其中，p_n,max表示车辆n的最大发射功率，是方程的唯一解，χ_n表示对应于约束的拉格朗日乘子，表示任务传输时延，p_n0表示车辆n的发射功率，r_n(t)表示车辆n到基站的实时传输速率；

基于所述车辆的最优CPU频率和最优发射功率确定车辆的最优传输时间；

所述基于所述车辆的最优CPU频率和最优发射功率确定车辆的最优传输时间，具体包括：

确定成本函数；所述成本函数为车辆完成计算任务的能效成本函数；

所述确定成本函数具体采用以下公式：

其中，表示能耗权重因子，表示最优的车辆发射功率，f_MEC表示MEC服务器的计算能力；

基于所述成本函数采用一维线性搜索方法确定车辆最优传输时间。

2.根据权利要求1所述的车载边缘计算网络中能效优化的计算卸载方法，其特征在于，所述计算本地计算延时具体采用以下公式：

其中，表示车辆n的计算速度，L_n表示任务R_n的数据大小，C_n表示任务R_n的计算复杂度；

所述基于所述本地计算延时确定本地计算能耗具体采用以下公式：

其中，k表示有效开关电容系数，表示本地计算延时，表示车辆n的计算速度，L_n表示任务R_n的数据大小，C_n表示任务R_n的计算复杂度；

基于所述本地计算能耗确定本地计算的能效成本EEC具体采用以下公式：

其中，分别表示时延和能耗的权重因子，表示本地计算能耗。