1.一种基于MBS辅助的复杂路况非匀速车辆任务卸载方法,其特征在于,包括以下步骤:*
101、采用模拟退火算法建立车辆网络任务卸载优化模型,设任务车辆i的卸载请求J=*{j},其中,j为并行子任务,卸载决策向量和最优目标函数值分别为ψ=(ψj|j∈J)、t,其中,ψjcur end为子任务j的卸载通路,初始化当前温度T 、终止温度T 、温度冷却系数ε和卸载决策向量max的最大迭代次数η ,令迭代计数变量η=0,临时集合J′=J;
102、如果 从集合J′中取出第一个元素j,根据子任务j的数据量aj、计算复杂度cj,建立候选卸载通路集合Pj={pj,k},其中,pj,k为子任务j的一条代号为k的候选卸载通路,跳转到步骤102,否则,跳转到步骤103;
103、从每一个集合Pj|j∈J中任意选择一条通路pj,k初始化卸载决策向量cur
计算目标函数值t,初始化当前解的目标函数值t =t,最优解的目标函* best
数值t=t,最优卸载决策ψ =ψ,令临时集合max
104、令迭代计数变量η=η+1,如果η≤η ,令临时集合J″=J‑J′, 计数变量其中,ω为比例系数,跳转到步骤105,否则,跳转到步骤108;
105、令n=n‑1,如果n≥0,从集合J″中随机取出子任务j加入临时集合J′,并从候选卸载通路集合Pj中随机选择通路pj,k,令子任务j的卸载通路ψj=pj,k,跳转到步骤105,否则,跳转到步骤106;
* cur
106、计算目标函数值t,如果t<t,令当前解的目标函数值t =t,最优解的目标函数* best值t=t,最优卸载决策ψ =ψ,跳转到步骤104,否则,跳转到步骤107;
107、计算卸载决策向量ψ的接收概率 并产生随机数 如果 令当前解cur * best
的目标函数值t =t,最优解的目标函数值t=t,最优卸载决策ψ =ψ,跳转到步骤104,否则,跳转到步骤104;
cur cur cur end
108、更新当前温度T =ε·T ,如果T >T ,令迭代计数变量η=0,跳转到步骤
104,否则,跳转到步骤109;
best
109、输出最优卸载决策ψ ,步骤结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于MBS辅助的复杂路况非匀速车辆任务卸载方法,其特征在于,所述步骤102中为子任务j建立候选卸载通路集合Pj={pj,k},具体包括以下步骤:
1)根据车辆网络状态,初始化全体车辆集合I={i},其中i为任意车辆,候选卸载车辆max集合 子任务j的候选卸载通路集合 任务最大卸载容忍时延t ;
2)如果 从集合I中取出第一个元素i,根据子任务j的数据量aj、计算复杂度cj,max计算在t 时间内车辆i需为子任务j分配的最小计算资源 跳转到步骤3),否则,跳转到步骤4);
3)如果车辆i的剩余可用计算资源 大于等于 将车辆i加入候选卸载车辆集合I′,跳转到步骤2),否则,跳转到步骤2);
4)如果 从集合I′中取出第一辆车i,计算车载资源公平分配下候选卸载车辆iFr
需为子任务j分配的计算资源f ,令候选卸载车辆i为子任务j分配的计算资源fi,j=∞,跳转到步骤5),否则,跳转到步骤11);
*
5)如果i=i ,令卸载模式model=Local,候选卸载车辆i为子任务j分配的计算资源跳转到步骤10),否则,跳转到步骤6);
*
6)如果任务车辆i 与候选卸载车辆i间的距离 小于等于车辆的有效通信距离D,令*卸载模式model=V2V,计算任务车辆i与候选卸载车辆i的链路持续时间 根据在V2V卸载模式下子任务j传输至候选卸载车辆i的上传时延 候选卸载车辆i沿原路回传结果的预计回传时延 其中,r为链路传输速率,σj为子任务j的上传与回传数据量的比值,计算在 时间内候选卸载车辆i最少需为子任务j分配的计算资源 跳转到步骤7),否则,跳转到步骤8);
7)如果 令候选卸载车辆i为子任务j分配的计算资源 跳转到步骤8),否则,跳转到步骤8);
8)令卸载模式model=V2I2V,根据在V2I2V卸载模式下子任务j传输至候选卸载车辆i的上传时延 候选卸载车辆i沿原路回传结果的预计回传时延max
计算在t 时间内候选卸载车辆i最少需为子任务j分配的计算资源如果 跳转到步骤9),否则,跳转到步骤10);
9)如果 令候选卸载车辆i为子任务j分配的计算资源跳转到步骤10),否则,跳转到步骤10);
10)如果fi,j≠∞,将fi,j对应的候选卸载通路pj,k加入候选卸载通路集合Pj,跳转到步骤
4),否则,跳转到步骤4);
11)输出候选卸载通路集合Pj,步骤结束。
3.根据权利要求2所述的一种基于MBS辅助的复杂路况非匀速车辆任务卸载方法,其特max征在于,所述步骤2)中在t 时间内车辆i需为子任务j分配的最小计算资源 计算方法如公式(1)所示:max
公式(1)中,aj表示子任务j的数据量,cj表示子任务j的计算复杂度,t 表示任务最大卸载容忍时延。
4.根据权利要求2所述的一种基于MBS辅助的复杂路况非匀速车辆任务卸载方法,其特Fr征在于,所述步骤4)中车载资源公平分配下候选卸载车辆i需为子任务j分配的计算资源f的计算方法如公式(2)所示:* max
公式(2)中,fi表示车辆i的总计算资源,|I|表示任务车辆总数,|J| 表示每个卸载请求最多含有的子任务个数,|I|表示全体车辆总数。
5.根据权利要求2所述的一种基于MBS辅助的复杂路况非匀速车辆任务卸载方法,其特*征在于,所述步骤6)中任务车辆i与候选卸载车辆i间的距离 链路持续时间 和在时间内候选卸载车辆i最少需为子任务j分配的计算资源 的值分别由公式(3)、公式(4)和公式(5)计算获得:*
公式(3)中, (xi,yi)分别表示当前任务车辆i与候选卸载车辆i的位置坐标,max
公式(4)中,D表示车辆的有效通信距离,μ 表示车辆最大行驶速度, γi分别表示方向*变化后,任务车辆i与候选卸载车辆i的行驶方向与x轴正方向的夹角,计算方式如公式(6)所示:*
公式(6)中, αi分别表示任务车辆i 与候选卸载车辆i的当前行驶方向与x轴正方向*的夹角,β表示任务车辆i与候选卸载车辆i从当前行驶方向转变为背向行驶时的角度变化量,计算方法如公式(7)所示:公式(7)中,θ表示车辆的瞬时最大转向角度。
6.根据权利要求2所述的一种基于MBS辅助的复杂路况非匀速车辆任务卸载方法,其特max征在于,所述步骤8)中在V2I2V卸载模式下,t 时间内候选卸载车辆i最少需为子任务j分配的计算资源 的计算方法如公式(8)所示:
7.根据权利要求1所述的一种基于MBS辅助的复杂路况非匀速车辆任务卸载方法,其特征在于,所述步骤103中目标函数值t的计算方法如公式(9)所示:公式(9)中, 表示子任务j沿通路pj,k卸载至候选卸载车辆i上的卸载完成时延,计算方法如公式(10)所示, 为二进制变量,表示子任务j是否沿通路pj,k卸载至pj,k的最后一个节点车辆i,如果是,令 否则,令 计算方法如公式(11)所示:公式(9)中, 表示子任务j沿通路pj,k传输至候选卸载车辆i的上传时延, 表示子任务j沿通路pj,k原路回传结果的回传时延。
8.根据权利要求1所述的一种基于MBS辅助的复杂路况非匀速车辆任务卸载方法,其特征在于,所述步骤107中卸载决策向量ψ的接收概率 的计算方法如公式(12)所示: