[发明专利]一种基于车辆移动预测的车联网边缘缓存分配方法

说明书

本申请提供了一种基于车辆移动预测的车联网边缘缓存分配方法，包括以下步骤：初始化路网数据，对路网进行网格化划分并且标记出路网上的车辆热点区域，以及初始化路侧节点和车辆的缓存空间；在路侧节点或车辆对用户发送的请求内容进行响应的条件下，根据请求内容更新自身维护的内容流行度列表，并根据内容流行度列表更新自身缓存；预测靠近热点区域的车辆的移动方向，若车辆的行驶方向为驶向热点区域，则对车辆的缓存进行提前更新；以及响应于确定车辆的行驶方向并非为驶向热点区域，则返回步骤S2，继续等待用户发送请求内容。该方法可以有效解决当前车联网缓存车辆和路侧节点的缓存分配问题，减少网络延迟，提高缓存效率。

技术领域

本申请涉及车联网缓存技术领域，具体涉及一种基于车辆移动预测的车联网边缘缓存分配方法。

背景技术

车联网利用车辆的感知和通信能力，实时地监控和科学地管理交通状况，为用户提供安全、舒适、智能的驾驶体验和交通服务，提高社会交通服务的智能化水平。目前，车联网中的数据量越来越大，虽然移动云计算能够大大增强车联网的数据处理能力，但是，当车辆距离云服务器的距离较远时，网络链路的流量限制和传输时延成为影响车联网数据服务质量的一个重要因素，传统的车联网系统亟需变革以满足苛刻的传输时延要求。

移动边缘网络架构利用移动基站将云计算服务扩展到网络边缘，利用网络虚拟化技术，将计算、缓存和通信等网络服务和网络资源下沉到更靠近终端用户的网络边缘。密集的网络有利于移动边缘网络的实现，移动边缘网络环境一般部署着大量的边缘雾节点，这些雾节点可以为移动的智能车辆提供通信、计算和缓存等服务。在车联网中，能够提供缓存功能的雾节点主要包括路侧单元(RoadSide Unit，RSU) 和智能网联汽车(Intelligentand Connected Vehicle，ICV)，其中，RSU是部署在道路两侧，为车辆提供通信、计算和缓存服务的智能交通基础设施。RSU之间也可以相互通信，通过RSU之间的协同缓存，能够有效地提高缓存命中率，减少冗余的缓存空间，缓解高峰时期的骨干网络的回程链路压力；ICV具有一定存储和计算能力，使用自身的缓存能力为车联网提供边缘缓存服务。当ICV在道路上与其他车辆互相靠近时，能够在车辆短暂的接触时间内尽力而为地提供内容交付服务。但是，由于车辆的移动性，用户需求的不确定性、边缘雾节点数量多、边缘雾节点覆盖范围小以及边缘雾节点的存储容量的有限性等因素，使得车联网边缘网络环境下缓存方案的设计更加困难。特别的，必须充分合理地利用边缘雾节点有限的存储容量来分配缓存，减少终端用户请求资源的网络传输时延。车联网区别于一般的移动网络的一个重要的特征是车辆的高速移动性。由于车辆在道路上行驶，车联网的网络拓扑结构并不稳定，车辆在行驶过程中会切换与其通信的边缘雾节点。挖掘车辆的移动模式和道路上的热点区域对于协助缓存决策具有十分重要的意义。

由此可见，车辆跨区域缓存调整存在滞后是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提出了一种基于车辆移动预测的车联网边缘缓存分配方法，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于车辆移动预测的车联网边缘缓存分配方法，包括以下步骤：

S110、初始化路网数据，对路网进行网格化划分并且标记出路网上的车辆热点区域，以及初始化路侧节点和车辆的缓存空间；

S120、在路侧节点或车辆对用户发送的请求内容进行响应的条件下，根据请求内容更新自身维护的内容流行度列表，并根据内容流行度列表更新自身缓存；

S130、预测靠近热点区域的车辆的移动方向，若车辆的行驶方向为驶向热点区域，则对车辆的缓存进行提前更新；以及

S140、响应于确定车辆的行驶方向并非为驶向热点区域，则返回步骤S120，继续等待用户发送请求内容。

通过该方法，能够合理分配边缘缓存，快速调整车辆的缓存内容，从而提高缓存效率。