一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统，涉及数据传输领域。一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统，包括若干个行驶设备、若干个飞行设备、路侧单元和基站服务器，各所述行驶设备用于获取多个第一地理坐标,各所述飞行设备用于获取多个第二地理坐标，各所述行驶设备和各所述飞行设备分别连接所述路侧单元，所述能耗分析用于根据多个所述第一地理坐标和多个所述第二地理坐标计算各所述行驶设备的行驶速度以及各所述飞行设备的飞行速度，并根据所述行驶速度分析所有所述行驶设备的行驶能耗，根据所述飞行速度分析所有所述飞行设备的飞行能耗。本发明专利技术能够提高多节点处理下的任务处理效率，降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统及方法
本专利技术涉及数据传输领域，具体而言，涉及一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统。
技术介绍
随着移动应用软件日益增加，无线终端用户的设备需求出现了爆发式增长，移动端应用将迫切需要一个更有竞争力、可扩展，同时又安全和智能的接入网。因此，边缘计算这一新兴技术受到了学术界和工业界的广泛关注，成为传统云计算模式的扩展与补充。但随着物联网的普及和日益复杂的移动应用，现有的边缘计算技术无法满足密集网络的发展趋势。移动边缘计算(MEC)的提出被认为是帮助资源受限的用户设备处理计算密集型延迟关键任务的技术，通过在基站接入点部署云服务器，实现在无线网络的边缘进行任务卸载，完成用户设备的计算任务，从而将用户设备从繁重的计算工作负载中解放出来，可延长其电池寿命。目前，需要设计一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统及方法，能够借助移动边缘计算技术实现，提高多节点处理下的任务处理效率，降低能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统，其能够提高多节点处理下的任务处理效率，降低能耗。本专利技术的另一目的在于提供一种基于移动边缘计算的数据传输资源方法，其能够提高多节点处理下的任务处理效率，降低能耗。本专利技术的实施例是这样实现的：第一方面：本申请实施例提供一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统，包括若干个行驶设备、若干个飞行设备、路侧单元和基站服务器，各所述行驶设备用于获取多个第一地理坐标,各所述飞行设备用于获取多个第二地理坐标，各所述行驶设备和各所述飞行设备分别连接所述路侧单元，所述能耗分析用于根据多个所述第一地理坐标和多个所述第二地理坐标计算各所述行驶设备的行驶速度以及各所述飞行设备的飞行速度，并根据所述行驶速度分析所有所述行驶设备的行驶能耗，根据所述飞行速度分析所有所述飞行设备的飞行能耗，所述路侧单元连接所述基站服务器，所述基站服务器分别连接各所述行驶设备和各所述飞行设备。第二方面：本申请实施例提供一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统的方法，包括定义优化对象为：ξ是一个自定义的常数；Snm为所述行驶设备网关n和路侧单元RSUm(road-sideunit,每个RSU自带一个计算服务器)是否关联：用户终端UE(userend)为各所述行驶设备或各所述飞行设备提供辅助计算的某个节点，Pnm为所述行驶设备每次同时通过n和m的概率，为除去计算延时外的总延时(即传输延时和行驶延时)，为计算延时，为UEn请求各个RSU计算的延时的最大值，为所述用户终端UEn请求各个RSU计算的延时的最大值，即：在本专利技术的一些实施例中，其中，所述路侧单元根据如下算式计算处理一定数据量时所有飞行能耗的能耗总数：k为所述飞行设备的数量为N，Wu为所述飞行设备的能耗权重，Wk为编号为k的用户终端(UE)的能耗权重，Eu[n]为第n个时段所述飞行设备的能耗，Ek[n]表示第n个时段编号为k的所述用户终端(UE)的能耗。在本专利技术的一些实施例中，第n个时段所述飞行设备的能耗通过如下算式计算：fuk[n]为所述飞行设备在第n段时间中处理编号为k的所述行驶设备在卸载任务时的cpu频率，在每个δ时间段内，只允许一个所述用户终端和所述飞行设备(UAV)通信。在本专利技术的一些实施例中，所述飞行设备上传到所述能耗分析设备未处理任务的传输能耗通过如下算式计算：；h均为信道增益，E均为能耗，N0是和噪声能量大小有关，l均为本次传输的数据量，B为本次传输所用信道的带宽。角标为off和k表示UEk向无人机卸载所发生的信息交互，角标为off，U和k表示无人机向服务器卸载k所上传的任务所发生的信息交互，角标为down,U和k表示无人机向用户终端UEk下载计算结果的信息交互。hk表示UEk的信道增益，hap表示无人机到所述路侧单元RSU的信道增益。在本专利技术的一些实施例中，所述信道增益hAP[n]通过如下算式计算：其中h0为常数，dap，dk为所述飞行设备在某段时间段到所述路侧单元RSU和到所述用户终端UEk的距离。在本专利技术的一些实施例中，所述飞行设备消耗的能量由空气流体力学算式得到：v[n]是第n段时间所述飞行设备的速度，θ1和θ2是所述飞行设备的物理性质相关的两个常量。τ是一个微观周期的时长，及所有n个所述用户终端轮流和所述飞行设备交流一次的时长。在本专利技术的一些实施例中，所述飞行设备消耗的能量由空气流体力学算式得到：v[n]是第n段时间所述飞行设备的速度，θ1和θ2是所述飞行设备的物理性质相关的两个常量。在本专利技术的一些实施例中，Eu[n]通过如下算式得到:Ek[n]为所述行驶设备向所述飞行设备在一个周期的总载能耗，在这个周期中，所述用户终端轮流与所述飞行设备交换信息一次。在本专利技术的一些实施例中，先迭代计算RSU的最优分配方案，通过所述行驶设备中继，如果出现所述行驶设备回答超时，所述行驶设备将任务上传所述飞行设备，所述飞行设备上传所述基站服务器。在本专利技术的一些实施例中，采用所述行驶设备中继收不到回答的概率为：其中Q表示用户终端UEn向所述行驶设备发送任务的所述行驶设备的数量，Q取编号为k的用户终端(UE)的能耗权重系统任务分配方案优秀程度用系统收益U衡量，相对于现有技术，本专利技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：第一方面：本申请实施例提供一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统，其包括若干个行驶设备、若干个飞行设备、路侧单元和基站服务器，各所述行驶设备用于获取多个第一地理坐标,各所述飞行设备用于获取多个第二地理坐标，各所述行驶设备和各所述飞行设备分别连接所述路侧单元，所述能耗分析用于根据多个所述第一地理坐标和多个所述第二地理坐标计算各所述行驶设备的行驶速度以及各所述飞行设备的飞行速度，并根据所述行驶速度分析所有所述行驶设备的行驶能耗，根据所述飞行速度分析所有所述飞行设备的飞行能耗，所述路侧单元连接所述基站服务器，所述基站服务器分别连接各所述行驶设备和各所述飞行设备。针对第一方面：通过多个行驶设备分别获取各自的第一地理坐标，便于利用不预先建立或优化的未知路径作为中继节点，从而用户设备通过基站服务器连接到其数据收集网关，便于利用现有资源完成计算任务，减少成本；通过联合多个飞行设备与多个行驶设备，能够实现三维空间和二维平面的接合，使得分析面更全更广；并且利用飞行速度和行驶速度等数据分析飞行能耗和行驶能耗，从而路侧单元能够利用计算资源调度、带宽分配等方式降低能耗；并且利用基站服务器将分析结果发送到各行驶设备和飞行设备的终端，便于优化各行驶设备和各飞行设备的性能，帮助用户设备通过基站服务器可靠完成边缘计算优化任务。本专利技术能够提高多节点处理下的任务处理效率，降低能耗。第二方面：本申请实施例提供一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统的方法，定义优化对象为：ξ是一个自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统，其特征在于，包括若干个行驶设备、若干个飞行设备、路侧单元和基站服务器，各所述行驶设备用于获取多个第一地理坐标,各所述飞行设备用于获取多个第二地理坐标，各所述行驶设备和各所述飞行设备分别连接所述路侧单元，所述能耗分析用于根据多个所述第一地理坐标和多个所述第二地理坐标计算各所述行驶设备的行驶速度以及各所述飞行设备的飞行速度，并根据所述行驶速度分析所有所述行驶设备的行驶能耗，根据所述飞行速度分析所有所述飞行设备的飞行能耗，所述路侧单元连接所述基站服务器，所述基站服务器分别连接各所述行驶设备和各所述飞行设备。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统，其特征在于，包括若干个行驶设备、若干个飞行设备、路侧单元和基站服务器，各所述行驶设备用于获取多个第一地理坐标,各所述飞行设备用于获取多个第二地理坐标，各所述行驶设备和各所述飞行设备分别连接所述路侧单元，所述能耗分析用于根据多个所述第一地理坐标和多个所述第二地理坐标计算各所述行驶设备的行驶速度以及各所述飞行设备的飞行速度，并根据所述行驶速度分析所有所述行驶设备的行驶能耗，根据所述飞行速度分析所有所述飞行设备的飞行能耗，所述路侧单元连接所述基站服务器，所述基站服务器分别连接各所述行驶设备和各所述飞行设备。


2.基于如权利要求1所述一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统实现的方法，其特征在于，包括定义优化对象为：



ξ是一个自定义的常数；Snm为所述行驶设备网关n和路侧单元RSUm(road-sideunit,每个RSU自带一个计算服务器)是否关联：



用户终端UE(userend)为各所述行驶设备或各所述飞行设备提供辅助计算的某个节点，Pnm为所述行驶设备每次同时通过n和m的概率，为除去计算延时外的总延时(即传输延时和行驶延时)，为计算延时，为UEn请求各个所述路侧单元(RSU)计算的延时的最大值，为用户终端UEn请求各个所述路侧单元RSU计算的延时的最大值，即：








3.应用如权利要求1所述一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统的方法，其特征在于，其中，所述路侧单元根据如下算式计算处理一定数据量时所有飞行能耗的能耗总数：k为所述飞行设备的数量为N，Wu为所述飞行设备的能耗权重，Wk为编号为k的用户终端(UE)的能耗权重，Eu[n]为第n个时段所述飞行设备的能耗，Ek[n]表示第n个时段编号为k的所述用户终端(UE)的能耗。


4.如权利要求3所述一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统的方法，其特征在于，第n个时段所述飞行设备的能耗通过如下算式计算：fuk[n]为所述飞行设备在第n段时间中处理编号为k的所述行驶设备在卸载任务时的cpu频率，在每个δ时间段内，只允许一个所述用户终端和所述飞行设备(UAV)通信。


5.如权利要求3所述一种基于移动边缘计算的数据传输资源系统的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：连士熙，刘安丰，方唯百，秦嘉宁，陈书锦，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43