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CN111372217B - 车联网环境中的计算任务卸载方法、介质及装置 - Google Patents

车联网环境中的计算任务卸载方法、介质及装置 Download PDF

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CN111372217B CN202010135728.0A CN202010135728A CN111372217B CN 111372217 B CN111372217 B CN 111372217B CN 202010135728 A CN202010135728 A CN 202010135728A CN 111372217 B CN111372217 B CN 111372217B
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Abstract

本发明公开了一种车联网环境中的计算任务卸载方法、介质及装置，其中方法包括：路侧单元(RSU)获取计算任务卸载请求和车辆信息；RSU计算出任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据该距离划分V2V通信车辆集合和V2I通信车辆集合；计算V2V通信车辆集合中服务车辆的第一传输时间和第一计算时间，并判断该服务车辆是否满足V2V通信条件，当判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；计算V2I通信车辆集合中服务车辆的第二传输时间和第二计算时间，并生成传输时间排序集合和计算时间排序集合；确定最优服务车辆，并将计算任务卸载到最优服务车辆；能够为车联网的计算任务卸载过程分配合理的服务车辆，进而提高车联网中计算资源和通信资源的利用率。

Description

车联网环境中的计算任务卸载方法、介质及装置
技术领域
本发明涉及车联网技术领域，特别涉及一种车联网环境中的计算任务卸载方法、一种计算机可读存储介质以及一种车联网环境中的计算任务卸载装置。
背景技术
车联网是为实现智能交通“零堵塞”、“零伤亡”和“极限通行能力”而产生的专门控制网络，利用多种技术，如传感技术、网络技术、计算技术、控制技术等，对道路交通环境进行感知和车辆控制。
相关技术中，在对车联网计算任务进行卸载时，多只考虑根据系统和周边车辆上空闲的计算资源来满足计算任务的时延要求。而没有考虑到车联网环境的动态变化，以及系统和车辆的通信资源的实时变化，从而导致计算任务卸载的不合理，进而造成车联网中计算资源的浪费。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车联网环境中的计算任务卸载方法，能够为车联网的计算任务的卸载过程分配合理的服务车辆，进而提高车联网中计算资源和通信资源的利用率。
本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种车联网环境中的计算任务卸载装置。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车联网环境中的计算任务卸载方法，包括以下步骤：获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所述所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；根据所述计算任务卸载请求和所述车辆信息计算所述任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据所述距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过所述第一传输时间和所述第一计算时间之后，所述任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据所述第一传输时间和所述第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据所述第一计算时间和所述第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；根据所述传输时间排序集合和所述计算时间排序集合确定所述计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到所述最优服务车辆。
根据本发明实施例的基于车联网的计算任务卸载方法，首先，获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；接着，根据计算任务卸载请求和车辆信息计算任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；然后，计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过第一传输时间和第一计算时间之后，任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；接着，计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据第一传输时间和第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据第一计算时间和第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；然后，根据传输时间排序集合和计算时间排序集合确定计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到最优服务车辆；从而实现为车联网的计算任务的卸载过程分配合理的服务车辆，进而提高车联网中计算资源和通信资源的利用率。
另外，根据本发明上述实施例提出的车联网环境中的计算任务卸载方法还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，所述第一传输时间根据以下公式计算：
Figure BDA0002397242750000021
其中，D表示所述计算任务卸载请求中待执行任务所需要传输的数据量，ttrans V2V表示第一传输时间，L表示V2V通信车辆集合，rj表示任务车辆与服务车辆进行数据传输时的数据传输速率。
可选地，所述第二传输时间根据以下公式计算：
ttrans V2I＝tup+tdown
Figure BDA0002397242750000022
其中，ttrans V2I表示第二传输时间，tup表示上行传输时间，tdown表示下行传输时间，
Figure BDA0002397242750000023
表示任务车辆传输任务数据时的上行数据传输速率，
Figure BDA0002397242750000024
表示服务车辆接收任务数据时的下行数据传输速率，K表示V2I通信车辆集合。
可选地，根据所述距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合，包括：判断所述距离是否小于V2V通信距离；如果是，则将服务车辆划分入V2V通信车辆集合；如果否，则将服务车辆划分入V2I通信车辆集合。
可选地，还包括：判断预设决策周期内需要使用V2I通信的所有车辆所占用的通信资源是否超过通信资源上限；如果是，则根据所述第二传输时间和所述第二计算时间计算服务车辆对应的任务完成时间，并根据所述任务完成时间对需要使用V2I通信的所有车辆进行排序，以及根据排序结果进行通信资源的分配。
可选地，根据排序结果进行通信资源的分配，包括：依次计算服务车辆在RSU覆盖范围内的停留时间；获取该服务车辆对应的任务容忍的最大完成时间，并判断所述停留时间是否小于所述最大完成时间；如果是，则拒绝该任务；如果否，则检测当前是否存在空闲信道资源，并在检测结果为是时，为该任务分配信道资源。
可选地，如果检测当前不存在空闲信道资源，则计算信道释放最短时间，并判断所述信道释放最短时间是否小于所述最大完成时间，以及在判断结果为否时拒绝该任务。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有基于车联网的计算任务卸载程序，该基于车联网的计算任务卸载程序被处理器执行时实现如上述的车联网环境中的计算任务卸载方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储器对基于车联网的计算任务卸载程序进行存储，以使得处理器在执行该基于车联网的计算任务卸载程序时，实现如上述的车联网环境中的计算任务卸载方法，从而实现为车联网的计算任务的卸载过程分配合理的服务车辆，进而提高车联网中计算资源和通信资源的利用率。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种车联网环境中的计算任务卸载装置，包括：获取模块，所述获取模块用于获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所述所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；划分模块，所述划分模块用于根据所述计算任务卸载请求和所述车辆信息计算所述任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据所述距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；第一计算模块，所述第一计算模块用于计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过所述第一传输时间和所述第一计算时间之后，所述任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；第二计算模块，所述第二计算模块用于计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据所述第一传输时间和所述第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据所述第一计算时间和所述第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；任务处理模块，所述任务处理模块用于根据所述传输时间排序集合和所述计算时间排序集合确定所述计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到所述最优服务车辆。
根据本发明实施例的车联网环境中的计算任务卸载装置，通过设置获取模块用于获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；划分模块用于根据计算任务卸载请求和车辆信息计算任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；第一计算模块用于计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过第一传输时间和第一计算时间之后，任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；第二计算模块用于计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据第一传输时间和第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据第一计算时间和第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；任务处理模块用于根据传输时间排序集合和计算时间排序集合确定计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到最优服务车辆；从而实现为车联网的计算任务的卸载过程分配合理的服务车辆，进而提高车联网中计算资源和通信资源的利用率。
另外，根据本发明上述实施例提出的车联网环境中的计算任务卸载装置还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，所述第一传输时间根据以下公式计算：
Figure BDA0002397242750000041
其中，D表示所述计算任务卸载请求中待执行任务所需要传输的数据量，ttrans V2V表示第一传输时间，L表示V2V通信车辆集合，rj表示任务车辆与服务车辆进行数据传输时的数据传输速率。
附图说明
图1为根据本发明实施例的车联网环境中的计算任务卸载方法的流程示意图；
图2为根据本发明实施例的车联网架构示意图；
图3为根据本发明另一实施例的车联网环境中的计算任务卸载方法的流程示意图；
图4为根据本发明实施例的通信资源分配流程示意图；
图5为根据本发明另一实施例的通信资源分配流程示意图；
图6为根据本发明实施例的车联网环境中的计算任务卸载装置的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
相关技术中，在对车联网计算任务进行卸载时，容易导致计算任务卸载的不合理，进而造成车联网中计算资源的浪费；根据本发明实施例的基于车联网的计算任务卸载方法，首先，RSU获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；接着，根据计算任务卸载请求和车辆信息计算任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；然后，计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过第一传输时间和第一计算时间之后，任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；接着，计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据第一传输时间和第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据第一计算时间和第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；然后，根据传输时间排序集合和计算时间排序集合确定计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到最优服务车辆；从而实现在车联网环境下的计算任务的卸载过程分配合理的服务车辆，进而提高车联网中计算资源的利用率。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
图1为根据本发明实施例的车联网环境中的计算任务卸载方法的流程示意图，如图1所示，该车联网环境中的计算任务卸载方法包括以下步骤：
S101，RSU获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆。
也就是说，在车联网中，RSU对自身覆盖范围内的所有车辆的车辆信息进行获取，同时，获取任务车辆发送的计算任务卸载请求。
其中，车辆信息所包含的数据可以有多种；例如，任务车辆发送的计算任务卸载请求中执行该任务所需要耗费的计算量、任务车辆当前位置信息、任务车辆行驶速度、计算任务卸载请求中执行该任务所需要传输的数据量、任务可以容忍的最大完成时间、服务车辆计算能力、服务车辆当前位置信息、服务车辆行驶速度等，在此不对车辆信息所包含的数据进行限定。
作为一种示例，任务车辆的计算任务可描述成Tn＝{CT，P，v，D，Tmax}，服务车辆可以描述成Vn＝{CV，P，v}，其中CT为任务需要的计算量，P＝(x,y)描述了车辆的位置，v为车辆的运动速度，D为任务需要传输的数据量，Tmax为任务能容忍最大完成时间；CV为车辆的计算能力。
需要说明的是，车联网系统的架构可以有多种。
作为一种示例，如图2所示，在该车联网系统架构中，白色车辆(T1、T2、T3)表示任务车辆，黑色车辆(V1、V2、V3)表示服务车辆。车辆在进入RSU覆盖范围内后会周期性的将自己的车辆信息(例如位置和速度，以及服务车辆的空闲计算资源等数据)上报给RSU。RSU集中控制计算任务卸载。当任务车辆向RSU发送计算任务卸载服务请求，RSU周期性地决策为任务车辆分配车联网中空闲计算资源，确定其相应服务车辆传输数据的通信方式，并为使用V2I通信方式的车辆分配通信资源。服务车辆完成任务后的计算结果通过V2I或V2V的方式返回给任务车辆。相对任务车辆的任务数据传输而言，服务车辆回传计算结果的数据量一般很小，因此回传时间可以忽略不计。
优选地，在该车联网系统中，可以在道路旁间隔距离L均匀分布RSU，每个RSU的无线覆盖半径为L/2，因此，可以把道路分割成若干个长度为L的“小区”，每个RSU之间可以通过有线/无线方式通信。任务车辆可以通过RSU作为中转进行任务卸载，也可以直接通过V2V通信将任务卸载给服务车辆。车辆进入小区内后周期性地向RSU上报自身位置和移动速度等信息，RSU会根据这些信息给提出任务卸载请求的任务车辆匹配合适的服务车辆。
S102，根据计算任务卸载请求和车辆信息计算任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合。
也就是说，在获取到任务卸载请求之后，根据车辆信息计算出任务车辆和与之对应的每个服务车辆之间的距离，然后，判断任务车辆与服务车辆之间的距离是否满足V2V通信条件，如果符合，则将服务车辆划入V2V通信车辆集合，如果不符合，则将服务车辆划入V2I通信车辆集合。
作为一种示例，根据任务车辆的定位信息，计算每个与之对应的服务车辆和自身的距离，然后，根据公式
Figure BDA0002397242750000071
将符合条件的服务车辆划入V2V通信车辆集合L；其中，‖·‖代表欧氏距离，dv2v为V2V通信一跳的最大距离。
在一些实施例中，根据距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合，包括：
判断距离是否小于V2V通信距离；
如果是，则将服务车辆划分入V2V通信车辆集合；
如果否，则将服务车辆划分入V2I通信车辆集合。
S103，计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过第一传输时间和第一计算时间之后，任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合。
即言，计算V2V通信车辆集合里面，每个服务车辆执行计算任务卸载请求中的任务所需要的第一传输时间和第一计算时间，然后，判断该服务车辆在经过第一传输时间和第一计算时间之后，该服务车辆与任务车辆之间的距离是否还满足进行V2V通信的条件，如果不满足，则将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合，以保证计算任务卸载请求能够被完整执行。
其中，第一传输时间的计算方式可以有多种。
作为一种示例，第一传输时间根据以下公式计算：
Figure BDA0002397242750000072
其中，D表示计算任务卸载请求中待执行任务所需要传输的数据量，ttrans V2V表示第一传输时间，L表示V2V通信车辆集合，rj表示任务车辆与服务车辆进行数据传输时的数据传输速率。
其中，第一计算时间的计算方式可以有多种。
作为一种示例，第一计算时间根据以下公式计算：
Figure BDA0002397242750000073
其中，
Figure BDA0002397242750000074
表示任务车辆所发布的计算任务卸载请求中所涉及的任务所需要耗费的计算量；
Figure BDA0002397242750000075
表示服务车辆的计算能力。
S104，计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据第一传输时间和第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据第一计算时间和第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合。
也就是说，在V2V通信车辆集合确定之后，进一步计算V2I通信车辆集合里面，每一个服务车辆在执行任务车辆发布的计算任务卸载请求中所涉及的任务时所需要耗费的第二传输时间和第二计算时间，接着，根据第一传输时间和第二传输时间对每个任务车辆所对应的所有服务车辆按照传输时间进行排序，以生成传输时间排序集合，同时，根据第一计算时间和第二计算时间对每个服务车辆对应的所有任务车辆按照计算时间进行排序，以生成计算时间排序集合。
其中，第二传输时间的计算方式可以有多种。
作为一种示例，第二传输时间根据以下公式计算：
ttrans V2I＝tup+tdown
Figure BDA0002397242750000081
其中，ttrans V2I表示第二传输时间，tup表示上行传输时间，tdown表示下行传输时间，
Figure BDA0002397242750000082
表示任务车辆传输任务数据时的上行数据传输速率，
Figure BDA0002397242750000083
表示服务车辆接收任务数据时的下行数据传输速率，K表示V2I通信车辆集合。
S105，根据传输时间排序集合和计算时间排序集合确定计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到最优服务车辆。
也就是说，根据传输时间排序集合和计算时间排序集合进行最优服务车辆的选择，以便车联网系统将计算任务卸载到最优服务车辆。
作为一种示例，针对传输时间排序集合和计算时间排序集合，以传输时间和计算时间最短为原则，使用Gale-Shaply(GS)算法进行匹配，得出任务车辆卸载计算任务所对应的最优服务车辆。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，本发明实施例提出的车联网环境中的计算任务卸载方法包括以下步骤：
S201，RSU获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息。
S202，根据计算任务卸载请求和车辆信息计算任务车辆与每个服务车辆之间的距离。
S203，判断距离是否小于V2V通信距离；如果是，则执行步骤S204；如果否，则执行步骤S205。
S204，将服务车辆划分入V2V通信车辆集合。
S205，将服务车辆划分入V2I通信车辆集合。
S206，计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间。
S207，判断在经过第一传输时间和第一计算时间之后，任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件；如果否，则执行步骤S208；如果是，则执行步骤S209。
S208，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合。
S209，计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间。
S210，根据第一传输时间和第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合。
S211，根据第一计算时间和第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合。
S212，获取任务容忍的最大完成时间，并根据第一计算时间、第二计算时间、第一传输时间和第二传输时间计算每个服务车辆对应的可完成任务时间。
S213，判断可完成任务时间是否大于最大完成时间；如果是，则执行步骤S214。
S214，将该服务车辆的信息从传输时间排序集合和计算时间排序集合中删除。
S215，根据传输时间排序集合和计算时间排序集合，使用Gale-Shaply(GS)算法进行匹配，得出任务车辆卸载计算任务所对应的最优服务车辆，并将计算任务卸载到最优服务车辆。
在一些实施例中，为了保证计算任务卸载请求的顺利进行，如图4所示，该车联网环境中的计算任务卸载方法还包括以下步骤：
S301，判断预设决策周期内需要使用V2I通信的所有车辆所占用的通信资源是否超过通信资源上限。
S302，如果是，则根据第二传输时间和第二计算时间计算服务车辆对应的任务完成时间，并根据任务完成时间对需要使用V2I通信的所有车辆进行排序，以及根据排序结果进行通信资源的分配。
即言，在一个决策周期内，RSU根据匹配结果分析在该决策周期内，需要使用到V2I通信的所有车辆所占用的通信资源是否超过RSU所拥有的通信资源上限，如果超过，则根据第二传输时间和第二计算时间计算服务车辆对应的任务完成时间，并根据该任务完成时间对需要使用V2I通信的所有车辆进行排序，可知，在匹配完成之后，任务车辆与服务车辆为一一对应的关系，因此，可以根据任务完成时间对所有车辆进行排序；接着，可以根据排序的结果进行通信资源的分配。
在一些实施例中，如图5所示，该车联网环境中的计算任务卸载方法还包括：
S401，依次计算服务车辆在RSU覆盖范围内的停留时间。
作为一种示例，依次计算匹配成功的服务车辆在RSU覆盖范围内停留的时间
Figure BDA0002397242750000101
由于车辆一般是变速运动，在此用服务车辆的最大速度进行计算得到服务
车辆在RSU覆盖范围停留的最短时间。其中x为服务车辆移动到RSU覆盖边缘的距离，vmax为在此期间服务车辆最大的运动速度。
S402，获取该服务车辆对应的任务容忍的最大完成时间。
S403，判断停留时间是否小于最大完成时间；如果是，则执行步骤S404；如果否，则执行步骤S405。
S404，拒绝该任务。
S405，检测当前是否存在空闲信道资源；如果是，则执行步骤S406；如果否，则执行步骤S407。
S406，为该任务分配信道资源。
S407，计算信道释放最短时间。
S408，判断信道释放最短时间和停留时间的和值是否小于最大完成时间；如果是，则执行步骤S409；如果否，则执行步骤S410。
S409，拒绝该任务。
S410，将该任务置于等待状态。
综上所述，根据本发明实施例的基于车联网的计算任务卸载方法，首先，RSU获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；接着，根据计算任务卸载请求和车辆信息计算任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；然后，计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过第一传输时间和第一计算时间之后，任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；接着，计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据第一传输时间和第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据第一计算时间和第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；然后，根据传输时间排序集合和计算时间排序集合确定计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到最优服务车辆；从而实现为车联网的计算任务的卸载过程分配合理的服务车辆，进而提高车联网中计算资源和通信资源的利用率。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有基于车联网的计算任务卸载程序，该基于车联网的计算任务卸载程序被处理器执行时实现如上述的车联网环境中的计算任务卸载方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储器对基于车联网的计算任务卸载程序进行存储，以使得处理器在执行该基于车联网的计算任务卸载程序时，实现如上述的车联网环境中的计算任务卸载方法，从而实现为车联网的计算任务的卸载过程分配合理的服务车辆，进而提高车联网中计算资源的利用率。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种车联网环境中的计算任务卸载装置，如图6所示，该车联网环境中的计算任务卸载装置包括：获取模块10、划分模块20、第一计算模块30、第二计算模块40和任务处理模块50。
其中，获取模块10用于获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；
划分模块20用于根据计算任务卸载请求和车辆信息计算任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；
第一计算模块30用于计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过第一传输时间和第一计算时间之后，任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；
第二计算模块40用于计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据第一传输时间和第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据第一计算时间和第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；
任务处理模块50用于根据传输时间排序集合和计算时间排序集合确定计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到最优服务车辆。
在一些实施例中，第一传输时间根据以下公式计算：
Figure BDA0002397242750000111
其中，D表示计算任务卸载请求中待执行任务所需要传输的数据量，ttrans V2V表示第一传输时间，L表示V2V通信车辆集合，rj表示任务车辆与服务车辆进行数据传输时的数据传输速率。
需要说明的是，上述关于图1中车联网环境中的计算任务卸载方法的描述同样适用于该车联网环境中的计算任务卸载装置，在此不做赘述。
综上所述，根据本发明实施例的车联网环境中的计算任务卸载装置，通过设置获取模块用于获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；划分模块用于根据计算任务卸载请求和车辆信息计算任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；第一计算模块用于计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过第一传输时间和第一计算时间之后，任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；第二计算模块用于计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据第一传输时间和第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据第一计算时间和第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；任务处理模块用于根据传输时间排序集合和计算时间排序集合确定计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到最优服务车辆；从而实现为车联网的计算任务的卸载过程分配合理的服务车辆，进而提高车联网中计算资源和通信资源的利用率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车联网环境中的计算任务卸载方法，其特征在于，包括以下步骤：
RSU获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所述所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；
根据所述计算任务卸载请求和所述车辆信息计算所述任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据所述距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；
计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过所述第一传输时间和所述第一计算时间之后，所述任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；
计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据所述第一传输时间和所述第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据所述第一计算时间和所述第二计算时间对所有任务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；
根据所述传输时间排序集合和所述计算时间排序集合确定所述计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到所述最优服务车辆。
2.如权利要求1所述的车联网环境中的计算任务卸载方法，其特征在于，所述第一传输时间根据以下公式计算：
Figure FDA0003042243400000011
其中，D表示所述计算任务卸载请求中待执行任务所需要传输的数据量，ttrans V2V表示第一传输时间，L表示V2V通信车辆集合，rj表示任务车辆与服务车辆进行数据传输时的数据传输速率。
3.如权利要求1所述的车联网环境中的计算任务卸载方法，其特征在于，所述第二传输时间根据以下公式计算：
ttrans V2I＝tup+tdown
Figure FDA0003042243400000012
j∈K
其中，ttrans V2I表示第二传输时间，tup表示上行传输时间，tdown表示下行传输时间，rj up表示任务车辆传输任务数据时的上行数据传输速率，
Figure FDA0003042243400000013
表示服务车辆接收任务数据时的下行数据传输速率，K表示V2I通信车辆集合，D表示所述计算任务卸载请求中待执行任务所需要传输的数据量，j表示V2I通信车辆集合中的第j辆车。
4.如权利要求1所述的车联网环境中的计算任务卸载方法，其特征在于，根据所述距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合，包括：
判断所述距离是否小于V2V通信距离；
如果是，则将服务车辆划分入V2V通信车辆集合；
如果否，则将服务车辆划分入V2I通信车辆集合。
5.如权利要求1-4任一项中所述的车联网环境中的计算任务卸载方法，其特征在于，还包括：
判断预设决策周期内需要使用V2I通信的所有车辆所占用的通信资源是否超过通信资源上限；
如果是，则根据所述第二传输时间和所述第二计算时间计算服务车辆对应的任务完成时间，并根据所述任务完成时间对需要使用V2I通信的所有车辆进行排序，以及根据排序结果进行通信资源的分配。
6.如权利要求5所述的车联网环境中的计算任务卸载方法，其特征在于，根据排序结果进行通信资源的分配，包括：
依次计算服务车辆在RSU覆盖范围内的停留时间；
获取该服务车辆对应的任务容忍的最大完成时间，并判断所述停留时间是否小于所述最大完成时间；
如果是，则拒绝该任务；
如果否，则检测当前是否存在空闲信道资源，并在检测结果为是时，为该任务分配信道资源。
7.如权利要求6所述的车联网环境中的计算任务卸载方法，其特征在于，如果检测当前不存在空闲信道资源，则计算信道释放最短时间，并判断所述信道释放最短时间是否小于所述最大完成时间，以及在判断结果为否时拒绝该任务。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有车联网环境中的计算任务卸载程序，该车联网环境中的计算任务卸载程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的车联网环境中的计算任务卸载方法。
9.一种车联网环境中的计算任务卸载装置，其特征在于，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取任务车辆发送的计算任务卸载请求和所有车辆发送的车辆信息，其中，所述所有车辆包括任务车辆和对应的服务车辆；
划分模块，所述划分模块用于根据所述计算任务卸载请求和所述车辆信息计算所述任务车辆与每个服务车辆之间的距离，并根据所述距离将所有服务车辆划分入V2V通信车辆集合或V2I通信车辆集合；
第一计算模块，所述第一计算模块用于计算V2V通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第一传输时间和第一计算时间，并判断在经过所述第一传输时间和所述第一计算时间之后，所述任务车辆与服务车辆之间是否满足V2V通信条件，以及在判断结果为否时，将该服务车辆划分入V2I通信车辆集合；
第二计算模块，所述第二计算模块用于计算V2I通信车辆集合中每个服务车辆执行任务所需的第二传输时间和第二计算时间，并根据所述第一传输时间和所述第二传输时间对所有服务车辆进行排序，以生成传输时间排序集合，以及根据所述第一计算时间和所述第二计算时间对所有服务车辆进行排序，以生成计算时间排序集合；
任务处理模块，所述任务处理模块用于根据所述传输时间排序集合和所述计算时间排序集合确定所述计算任务卸载请求对应的最优服务车辆，以将计算任务卸载到所述最优服务车辆。
10.如权利要求9所述的车联网环境中的计算任务卸载装置，其特征在于，所述第一传输时间根据以下公式计算：
Figure FDA0003042243400000031
其中，D表示所述计算任务卸载请求中待执行任务所需要传输的数据量，ttrans V2v表示第一传输时间，L表示V2V通信车辆集合，rj表示任务车辆与服务车辆进行数据传输时的数据传输速率， j表示V2I通信车辆集合中的第j辆车。
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