[发明专利]5G边缘环境下面向车联网的计算任务卸载方法及装置

说明书

本发明公开了一种5G边缘环境下面向车联网的计算任务卸载方法及装置，所述方法包括：分别计算车载终端向5G基站传输任务的最大速率r_i以及5G基站向MEC服务器传输任务的最大速率r_i,j；然后基于所述r_i、r_i,j计算任务传输过程中的时延，并结合任务在服务器的执行时延得到任务总时延；基于传输时延得到任务在传输过程中的能耗，并结合服务器执行任务的能耗得到任务总能量消耗；基于所述任务总时延和任务总能量消耗建立计算任务卸载模型，通过对所述计算任务卸载模型进行求解，得到卸载决策方案。本发明将5G通信与车联网相融合，实现车载终端的低时延、高带宽任务需求就近分配给基站处理，卸载模型优化了能量耗损和任务时延，能给用户带来更好的体验。

技术领域

本发明涉及边缘计算和计算卸载领域，具体涉及一种5G边缘环境下面向车联网的计算任务卸载方法及装置。

背景技术

随着物联网的应用和发展，越来越多的智能设备接入网络，而且边缘的终端设备正在从单一的以消费数据为主转变成兼顾数据生产和数据消费的双重角色。利用计算中心超强的计算能力和存储能力集中去处理计算任务的云计算模型已经不能高效地处理边缘设备所产生的数据，表现为：1)边缘终端设备产生的海量数据传输到云计算中心将使得网络传输带宽负载量急剧增加，造成网络拥挤，产生网络延迟。2)云计算中心资源的线性增加无法满足爆炸式增长的网络边缘数据。3)边缘设备传输数据到计算中心以及计算中心处理将产生巨大的能量耗损。为解决这些问题，产生了边缘计算模型，它将原有云计算中心的部分或者全部计算任务迁移到数据源附近的计算资源上执行，使得计算具有低时延和良好的时效性。

第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代的移动通信技术，相比于4G，5G使用的信号频段拥有更高的频率和带宽，这也意味着5G通信具有高速率和低时延的优点。然而载波频率越高，信号衰减越大，因此5G的基站距离终端用户将更加近。从而5G的蜂窝基站可作为一些计算资源的很好的载体，再加上5G的低时延、高带宽的特性，使得边缘计算模型应用到很多实际场景：车联网、智慧城市、虚拟增强现实技术等。

车联网便是其中一个很好的应用场景。车联网技术是基于移动通信网络，配合车载终端、路测单元(Road Side Unit，RSU)及交通设施，组成的一个广义的互联互通的网络，其目的是通过车与车、车与公共设施之间的通信来保证驾驶员的安全性，保证道路的安全以及顺畅。如今车联网的发展重点已经逐渐从核心网转向边缘网，在车辆终端的附近部署各式各样的网络计算资源，尽可能地将云计算中心的任务迁移到边缘侧进行响应处理。移动车辆终端有很多要求低时延、高带宽的任务，便能由附近的计算资源去实现，但这时移动车载终端会消耗一定的传输带宽和传输功率将计算任务卸载。在这种趋势和场景下，如何将5G融入到车联网中，实现对能量耗损和任务时延的优化以给用户带来更好的体验，是一个值得研究且非常具有实用意义的问题。当前在此问题上鲜见相关成果发表或应用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种5G边缘环境下面向车联网的计算任务卸载方法及装置，实现5G边缘环境下车联网场景的计算任务卸载中能量耗损和任务时延优化，满足边缘计算高实时性、适应性的应用需求，以低通信开销提供良好的网络服务质量。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种5G边缘环境下面向车联网的计算任务卸载方法，所述5G边缘环境包括多个5G基站以及与所述5G基站相连的移动边缘计算MEC服务器，所述车联网包括若干设置于移动车辆上的车载终端，所述车载终端通过无线网络连接所述5G基站，所述方法包括：

分别计算车载终端向5G基站传输任务M_i的最大速率r_i以及5G基站向MEC服务器j传输任务M_i的最大速率r_i，j；