【摘 要】
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车联网将车辆-车辆和车辆-基础设施等通信模式结合构建车辆自组织网络,可有效提升交通系统的安全性和可靠性。车载终端业务包含安全预警和车辆防碰撞等安全交通业务,需要毫秒级的处理速度。因此,需要考虑将移动边缘计算引入车联网构成车载边缘网络,优化卸载处理计算任务,一方面可以提高计算任务处理速度,另一方面可以保障网络通信服务质量。然而,当前有关车载边缘网络资源管理和分配的研究,仅考虑了保障车载终端通信服务质
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车联网将车辆-车辆和车辆-基础设施等通信模式结合构建车辆自组织网络,可有效提升交通系统的安全性和可靠性。车载终端业务包含安全预警和车辆防碰撞等安全交通业务,需要毫秒级的处理速度。因此,需要考虑将移动边缘计算引入车联网构成车载边缘网络,优化卸载处理计算任务,一方面可以提高计算任务处理速度,另一方面可以保障网络通信服务质量。然而,当前有关车载边缘网络资源管理和分配的研究,仅考虑了保障车载终端通信服务质量,而忽略了边缘计算服务器的处理收益,无法有效激励边缘计算服务器提供有效的计算和通信服务。因此,本文提出车载边缘网络的联合资源分配优化算法,不仅考虑通过拍卖机制提升边缘计算服务器的收益,同时考虑为具有较高安全等级任务的车载终端分配更多的计算和通信资源,从而提高车载边缘网络的可靠性。本文主要工作内容如下:(1)提出基于计算资源和通信资源拍卖的车载边缘网络联合资源分配优化算法。为解决车联网中多个车载终端和多个边缘计算服务器之间的匹配问题,构建了车载边缘网络计算卸载模型,将边缘计算服务器的计算资源和通信资源拍卖给车载终端,竞标成功的车载终端将计算任务卸载到对应的边缘计算服务器进行处理。构建了以边缘计算服务器收益最大化为目标的车载边缘网络联合资源分配优化问题,提出了多轮联合拍卖算法,投标成功的车载终端可直接获得边缘计算服务器的服务,投标失败的车载终端在下轮拍卖中根据出价提升策略投标出价,最终实现边缘计算服务器收益优化。仿真结果表明,与传统的单轮密封顺序组合拍卖算法相比,所提多轮联合拍卖算法可有效提升边缘计算服务器的收益。(2)提出基于计算任务安全优先级的车载边缘网络联合资源分配优化算法。针对车载终端计算任务的安全问题,构建了车载边缘网络计算卸载模型,为具有较高安全等级任务的车载终端分配更多的计算资源和通信资源,提高车联网的可靠性,同时利用网络切片技术为同一安全等级任务的车载终端分配资源。构建了基于安全优先级的车载边缘网络联合资源分配优化问题,提出了网络切片资源分配算法,车载终端根据任务安全优先级投标出价,边缘计算服务器计算收益,并优先为较高安全等级的车载终端分配闲置资源。仿真结果表明,与传统的预留资源优化分配算法相比,所提算法不仅可以有效提升边缘计算服务器的收益,同时可以保障车联网的可靠性。
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