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2019 年 9 月 Chinese Journal on Internet of Things September 2019
第 3 卷第 3 期 物 联 网 学 报 Vol.3
No.3
车辆间计算任务卸载算法与系统级仿真验证
曾启程,孙宇璇,周盛
(清华大学电子工程系,北京 100084)
摘 要:随着自动驾驶技术和车联网的发展,越来越多的车辆将具备强大的计算能力,并通过无线网络实现互联。
这些计算资源不仅能够应用于自动驾驶中,也可以提供广泛的边缘计算服务。针对车辆间的计算卸载场景,以最
小化平均卸载时延为目标,提出了基于在线学习的分布式计算任务卸载算法。进一步搭建了系统级仿真平台,分
别在真实的高速公路和城市街区道路环境下,评估了车辆密度、任务卸载份数对平均卸载时延的影响,为不同交
通环境下的服务资源分配部署提供了参考。
关键词:车联网;Veins;计算任务卸载;系统级仿真
中图分类号:TN929.5
文献标识码:A
doi: 10.11959/j.issn.2096−3750.2019.00120
Computation task offloading algorithm and system level
simulation for vehicles
ZENG Qicheng, SUN Yuxuan, ZHOU Sheng
Department of Electronic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China
Abstract: With the development of autonomous driving and vehicular network, more and more vehicles will have pow-
erful computing capabilities and connection with each other via wireless network. These computing resources can not
only be applied to automatic driving, but also provide a wide range of edge computing services. Aiming at the task of-
floading among vehicles, a distributed task offloading algorithm based on online learning was proposed to minimize the
average offloading delay. Furthermore, a system-level simulation platform was built to evaluate the impact of vehicle
density and number of tasks on the average offloading delay in both highway and urban scenarios. The results provide a
reference for the resource allocation and deployment of task offloading in different traffic situations.
Key words: Internet of vehicles, Veins, computation task offloading, system level simulation
1 引言
近年来,车联网作为一个产业发展潜力巨大、
市场需求明确的重要领域,在学术界和工业界都受
到广泛关注。经研究,车联网的内在属性和应用形
式逐渐明了。1) 车辆会产生大量相关内容,包括时
间/空间信息和用户应用信息;2) 在车联网中,车
辆通过车辆间资源共享来创造具有附加价值的服
务或者完成单一车辆难以完成的任务
[1]
,如多辆车
共享传感设备以辅助自动驾驶。面对上述特性以及
车辆计算资源有限带来的困扰,首先考虑利用云端
的强大计算能力提供服务支持。但是,把车辆产生
的所有内容上传到云端或者将车辆应用所感兴趣
的内容都从云端搜寻并下载,将导致时延较大并占
用大量网络资源。而且,诸多车辆所需求的内容具
有本地相关性,应该存储在本地或在本地处理。
以上依赖云端而产生的局限性,有望在移动边
缘计算(MEC,mobile edge computing)的框架下
得到较好解决。MEC 中,车联网利用基站或者路边
单 元( RSU,road side unit)等设施的计算资源为车
收稿日期:2019−06−24;修回日期:2019−08−19
基金项目:
国家自然科学基金资助项目(No.61871254,No.91638204)
Foundation Items:
The National Natural Science Foundation of China (No.61871254, No.91638204)