[发明专利]一种协同无人机-智能车群的缓存优化方法

说明书

本发明涉及一种协同无人机‑智能车群的缓存优化方法，属于边缘计算技术领域。本发明在无人机寻求数据时，允许无人机之间相互通信并传递数据，在每过T时间以后，智能车都将无人机群获取的数据记录，并计算其在T时间段内的代价消耗，调整并更新边缘智能车和终端无人机的存储阈值B。本发明与现有技术相比，主要解决了在边缘缓存的过程中出现的能耗高、设备存储容量需求大等问题，在保证用户体验质量(Quality of Experience,QoE)的同时，能够最大限度的减轻存储负担，节约能耗。

技术领域

本发明涉及一种协同无人机-智能车群的缓存优化方法，属于边缘计算技术领域。

背景技术

随着通信技术的飞速发展，用户对于网络资源的需求也在逐渐增加。边缘计算领域中的边缘缓存技术成为了提升网络服务质量的有效技术手段，通过将热点内容部署在靠近用户的边缘服务器上，在用户请求该内容时可以从边缘服务器中直接获取，从而保证网络服务的低时延需求。但是，由于边缘用户数量较多，在网络边缘侧会产生大量的数据，导致边缘服务器有限的缓存资源和服务能力不能满足用户的需要。因此，边缘缓存成为了边缘计算领域中的重点研究内容。

边缘缓存可以有效缓解无线访问网络中的回程带宽需求并减少交付延迟，能够避开网络高峰时段对流行数据进行预先缓存，有效缓解网络拥塞的现象。但是，受到边缘缓存容量的限制，边缘服务器不能缓存所有数据。同时，边缘服务器中的缓存数据存在着冗余现象，使得大量无效数据依然占用缓存空间，并造成缓存能耗浪费、缓存速度慢、边缘服务器运行效率下降等情况，这为边缘缓存策略的研究提出了挑战。

近年来，无人机作为一种灵活性较高的移动设备，在军事和民用中都得到了普遍应用，利用边缘计算架构部署无人机进行作业也成为了一大热点。但是无人机群带来的大量冗余缓存会导致边缘服务器运行效率下降，考虑在某些复杂场景下无人机的请求具有实时性要求，在保证最低时延和能耗的前提下，如何使边缘服务器的缓存能被有效利用的同时节约边缘服务器能耗，是当前边缘缓存中亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出了一种协同无人机群-智能车的优化缓存方法，用以解决传统方法在复杂场景下传输时延长、存储能耗高的问题，保证缓存命中率，使边缘设备的缓存资源能够得到充分利用，减轻边缘服务器的存储负担。

本发明的技术方案是：一种协同无人机-智能车群的缓存优化方法，在无人机寻求数据时，允许无人机之间相互通信并传递数据，在每过T时间以后，智能车都将无人机群获取的数据记录，并计算其在T时间段内的代价消耗，调整并更新边缘智能车和终端无人机的存储阈值B；

具体步骤为：

Step1：在边缘计算网络中，将中心云端和边缘智能车辆相互连接，将边缘智能车辆和终端无人机相互连接，将边缘智能车辆和其网络覆盖范围内的智能车辆相互连接，将终端无人机和其网络覆盖范围内的无人机相互连接。

Step2：终端无人机开始寻求并获取目标数据。

Step3：终端无人机所属的边缘智能车辆计算该数据的流行度，根据流行度将边缘智能车辆内缓存文件降序排列，更新本地数据流行度列表。

Step4：当系统整体运行时间达到T的倍数，则计算代价函数得到B，并将缓存阈值更新为B。

Step5：在系统不断运行过程中，采用循环迭代算法更新系统中的缓存阈值，在整个系统的代价函数收敛的情况下，最终确定B的最优值。

所述Step5代价函数的具体获取过程为：