[发明专利]一种V2X异构车载网络下智能任务卸载方法

说明书

本发明公开了一种V2X异构车载网络下智能任务卸载方法，属于车载无线通信技术领域。所述方法包括：基于DSRC、C‑V2X异构通信接入模式场景下获取V2X异构车载网络卸载系统模型；基于半马尔可夫决策模型定义系统的状态集合、动作集合、奖励模型、转移概率；基于强化学习中值迭代算法，求解V2X异构车载网络下智能任务卸载最优卸载策略。本发明综合考虑DSRC和C‑V2X两种V2X通信接入技术，提出一种V2X异构车载网络任务卸载模型，并基于半马尔可夫决策过程原理对任务卸载问题进行建模，分别制定了状态、动作、奖励和转移概率；最后基于强化学习思想设计智能值迭代算法以获取最优任务卸载策略。

技术领域

本发明涉及一种V2X异构车载网络下智能任务卸载方法，属于车载无线通信技术领域。

背景技术

近年来，为了满足智能运输系统、智慧城市的发展需要，智能驾驶车辆相继诞生。为了保证驾驶安全性，智能车辆需要装载各式各样的传感器如GPS、摄像机、雷达和激光雷达来实时收集周围环境信息，从而产生爆炸式增长的数据量。面对庞大的数据量，如何及时高效地计算处理以保证智能车辆的安全行驶，便成了一个难题。

车辆边缘计算技术的出现，解决了智能车辆物理资源受限的问题, 可利用资源虚拟化技术将分散的计算资源集中进行管理，使资源得到高效利用。与此同时将计算密集型任务卸载给周围车辆或边缘服务器，从而满足自动驾驶场景中的庞大数据量的处理需求。在车载网络中，车辆需要与周围车辆和路边单元(Roadside Unit，RSU)进行实时不断的信息交互和资源共享，然而车载任务通常是时延敏感的，如何选择合适的通信接入技术以满足任务处理时延要求变得尤为重要。V2X 异构车载网络的出现，为自动驾驶场景中时延敏感型任务处理提供了新的解决思路。在不久的将来，车辆会在V2X异构通信技术的协助下实现任何场景下的高度连接，通过实时获取动态的路况和周围环境信息，增强车辆与环境的信息交互，从而提高道路安全性、车辆感知能力和旅行舒适度，减少交通拥堵、环境污染和基础设施的部署开销。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，本发明综合考虑 DSRC和C-V2X两种V2X通信接入技术，提供一种V2X异构车载网络下智能任务卸载方法，得到最优任务卸载策略，所述方法包括：

S1：基于DSRC、C-V2X异构通信接入模式场景下获取V2X异构车载网络卸载系统模型；

S2：基于半马尔可夫决策模型定义系统的状态集合，系统的状态集合表示为：

S＝{s|s＝(H,m₁,…,m_M,n₁,...,n_N,e)}

其中，H表示当前系统中计算单元的总数目，m_i表示正在被本地 i个计算单元处理的任务数量，n_i表示正在被RSU中i个计算单元处理的任务数量，e表示事件集合，M表示为本地计算单元的数量，N表示为RSU中计算单元的数量；

S3：基于半马尔可夫决策模型定义系统的动作集合，系统的动作集合表示为：

其中，a(s)＝0表示没有采取任何动作；a(s)＝a_i表示通过DSRC-V2V 方式将任务分配给本地i个计算单元来处理任务；a(s)＝b_i表示通过 DSRC-V2I方式分配给RSU中i个计算单元来处理任务，a(s)＝c表示通过Cellular-V2I方式将任务上传给远程云计算中心来处理任务；

S4：基于半马尔可夫决策模型定义系统的奖励模型，在状态s采取动作a的系统奖励表示为立即收益和开销的差值，其表示如下：

R(s,a)＝I(s,a)-G(s,a)