[发明专利]车联网任务卸载调度方法和系统

权利要求书

1.一种车联网任务卸载调度方法，在车联网中，根据路边单元的覆盖范围，将整个道路划分为M个互不相交的路段，在一个路边单元的覆盖范围内会有多个车辆，车辆和路边单元通过无线链路完成任务的计算卸载，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：考虑车联网中的通信模型和计算模型，设计每个车辆的队列模型；

步骤2：考虑能耗约束和时延约束的限制，设计系统目标函数；

步骤3：将任务卸载调度建模成一个马尔科夫链决策过程；

步骤4：基于双深度Q网络求解最优任务卸载调度；

步骤5：基于联邦学习进行深度强化学习训练。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：计算车辆和路边单元之间的无线通信速率当任务k卸载到路边单元计算时，车辆和RSU之间的上行链路传输时延为其中L₀为路径损失、P_i为车辆v_i的功率、P_w为高斯白噪音功率、α为路径损失指数、d_i,m为车辆和RSU之间的距离、B为信道带宽；

步骤1.2：每个计算任务，可以选择在车辆本地计算或者卸载到RSU计算，当任务卸载到RSU计算时，任务k卸载到RSU m的计算时间为F_m为边缘服务器m的CPU频率，|V_i^m|为位于路边单元m的车辆集合中的车辆数量，一个时隙内卸载到边缘服务器的传输能耗为该时隙内传输的数据量与单位数据量能耗的乘积：当任务在车辆本地计算，本地计算时延为t_c(i,k)＝I_k·c_k·f_i^local，同时本地计算能耗为其中f_i^local和分别为车辆的频率和功率；

步骤1.3：计算车辆i处理任务k的总时间：

步骤1.4：每个车辆中有T_s个任务优先级队列，T_s为所有类型任务中的最大时延限制，即T_s＝max{T_k,k∈{1,2,...,K}}，车辆任务队列的容量限制是以时隙为单位的，即为任务队列的最大容量，来保证车辆的任务队列在任何时隙可以放的下任意的任务，任务队列的编号为{1,2,...,l,...,T_s}；

步骤1.5：计算每个时隙产生的任务k在车辆i中的初始优先级，初始优先级的值越小的任务越优先处理；

步骤1.6：车辆能量队列的变化为

其中，有n辆车的集合为V＝{v₁,v₂,...,v_n}，车辆v_i∈V以速度S_i在道路上行驶；设M个路边单元集合为G＝{R₁,R₂,...,R_M}，每个路边单元R_m∈G的通信范围是直径为d_m的圆，在同一R_m通信范围内的车辆集合用表示，在RSU通信范围内的车辆可以和对应的RSU进行V2I通信；把总时间划分为N个相等的时隙τ；有K种不同类型的任务，每种类型的任务有不同的生成概率；在每个时隙第k种任务的生成概率为λ_k，并且满足其中k表示任务的不同类型；每个任务用三元组来表示：a_k＝＜I_k,c_k,T_k＞，其中I_k，c_k，T_k分别表示任务a_k的大小，计算任务需要的CPU圈数和任务时延限制；和来表示二元决策变量，当代表时隙t内任务k在车辆V_i卸载到道路边单元R_m中计算，当代表时隙t内任务k由车辆v_i本地计算，当代表时隙t内任务k保留在车辆的任务队列中。