本公开涉及移动通信,尤其涉及一种车载资源的获取、传输、提供方法及策略生成方法和系统。
背景技术:
1、车联网应用服务的发展带来了数据的爆发式增长,通过部署路侧单元(roadsideunit,rsu)等基础设施可以支持数据增长所带来的庞大的计算和存储资源需求。当车辆用户进入rsu通信范围内,可以通过装载的车载单元(on-board unit,obu)与rsu建立通信并传输内容。用户期待可以体验无处不在的车联网服务,但由于密集部署rsu的成本过高,这种期许并不能得到满足。同时,由于硬件的限制,rsu的计算和存储资源有限。为车辆用户提供服务时,rsu可用资源的大小会直接影响到用户的体验质量(quality of experience,qoe),rsu可用资源的不足会直接威胁到边缘缓存的效率。
2、由于rsu不存在密集部署的条件,车辆用户在行驶过程中机会式地与rsu建立通信,因此车辆可能会进入无rsu覆盖的区域。同时,rsu自身的计算和存储资源也存在无法满足来自用户的爆发式的服务请求的可能,尤其是在交通热点区域。在高峰时段,rsu可能会面临过多的边缘缓存任务的压力。此外,由于车辆移动导致车联网拓扑动态变化,会带来资源分配不均的问题。因此,如何应用车联网内的闲置资源以应对流量的爆发式增长成为当下亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中rsu可用资源无法满足来自用户的爆发式服务请求的缺陷,提供一种车载资源的获取、传输、提供方法及策略生成方法和系统。
2、本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
3、根据本公开的第一方面,提供了一种车载资源提供策略的生成方法,所述生成方法包括:
4、获取车辆的缓存意愿的类型集合,所述缓存意愿表征所述车辆对车载资源的需求紧迫程度;
5、确定所述车辆对于每种所述缓存意愿的第一效用函数,所述第一效用函数表征所述车辆购买每种所述缓存意愿对应的所述车载资源所得到的第一反馈信息;
6、获取无人机为所述车辆提供所述车载资源服务的第二效用函数,所述第二效用函数表征所述无人机提供所述车载资源服务所得到的第二反馈信息;
7、基于所述第一效用函数和所述第二效用函数生成每种所述缓存意愿对应的车载资源提供策略。
8、较佳地,所述确定所述车辆对于每种所述缓存意愿的第一效用函数的步骤包括:
9、获取所述车辆获得每种所述缓存意愿对应的所述车载资源的满意度函数;
10、获取购买每种所述缓存意愿对应的所述车载资源所需的价格;
11、基于所述满意度函数和所述价格得到所述车辆对应的所述第一效用函数。
12、较佳地,所述第一效用函数如下所示:
13、uk=θisk-p(θi)
14、
15、其中,uk表示车辆k对于缓存意愿为θi的第一效用值,θi表示缓存意愿的类型,p(θi)表示购买缓存意愿为θi对应的所述车载资源需要支付的价格,sk表示车辆k对无人机提供的所述车载资源服务的满意度函数,表示缓存意愿为θi对应的所述车载资源的大小,α1和α2为满意度的调节参数,κ表示无人机为车辆k提供所述车载资源服务所需能耗在无人机接收到的所有服务任务能耗中的排名。
16、较佳地,所述获取无人机为所述车辆提供所述车载资源服务的第二效用函数的步骤包括:
17、获取每种所述缓存意愿对应的所述车载资源的价格;
18、获取所述无人机为所述车辆提供所述车载资源服务的成本函数;
19、基于所述成本函数和所述价格得到所述第二效用函数。
20、较佳地,所述第二效用函数如下所示:
21、
22、其中,uj表示无人机j为缓存意愿为θi的车辆提供所述车载资源服务的第二效用值,θi表示所述缓存意愿的类型,i=1,2,3…i,p(θi)表示购买缓存意愿为θi对应的所述车载资源需要支付的价格,λi表示车辆对应的所述缓存意愿为θi的概率,表示所述缓存意愿为θi时无人机j的成本函数。
23、较佳地,所述获取所述无人机为所述车辆提供所述车载资源服务的成本函数的步骤包括:
24、获取所述无人机飞行至与所述车辆会合所需的飞行能耗;
25、获取所述无人机向所述车辆传输所述车载资源服务所需的传输能耗;
26、基于所述飞行能耗和所述传输能耗得到所述成本函数。
27、较佳地,所述成本函数如下所示:
28、
29、其中,表示成本调节系数,ωjk表示无人机j接到服务任务时与车辆k的初始水平距离,vj表示无人机j的飞行速度,vk表示车辆k的行驶速度,表示无人机j的飞行功率,表示缓存意愿为θi对应的所述车载资源的大小,bj为无人机从内容提供商处下载所述车载资源对应的内容的下载速率,δ表示所述车载资源对应的内容是否已被无人机j缓存,δ∈{0,1},为无人机j从所述内容提供商处获取所述车载资源对应的内容的下载功率,rjk表示无人机j和车辆k通信的传输速率,表示无人机j的传输功率。
30、较佳地,所述基于所述第一效用函数和所述第二效用函数生成每种所述缓存意愿对应的车载资源提供策略的步骤包括:
31、基于所述第一效用函数获取个人理性约束和激励相容约束;
32、所述个人理性约束表征所述车辆选择目标车载资源提供策略对应的第一效用值大于预设阈值;
33、所述激励相容约束表征所述车辆选择所述目标车载资源提供策略对应的所述第一效用值满足第一预设条件;
34、以第二效用值满足第二预设条件为优化目标,以所述个人理性约束条件和所述激励相容约束条件为约束条件,获取目标效用函数;
35、对所述目标效用函数进行求解,得到每种所述缓存意愿对应的所述车载资源的价格和所述车载资源的大小;
36、基于所述车载资源的价格和所述车载资源的大小生成每种所述缓存意愿对应的所述车载资源提供策略。
37、较佳地,所述目标效用函数如下公式所示:
38、
39、
40、其中,p(θi)表示购买所述缓存意愿为θi对应的所述车载资源需要支付的价格,λi表示所述车辆对应的所述缓存意愿为θi的概率,表示成本调节系数,ωjk表示无人机j接到服务任务时与车辆k的初始水平距离,vj表示无人机j的飞行速度,vk表示车辆k的行驶速度,表示无人机j的飞行功率,表示缓存意愿为θi对应的所述车载资源的大小,bj为无人机从内容提供商处下载所述车载资源对应的内容的下载速率,δ表示所述车载资源对应的内容是否已被无人机j缓存,δ∈{0,1},为无人机j从所述内容提供商处获取所述车载资源对应的内容的下载功率,rjk表示无人机j和车辆k通信的传输速率,表示无人机j的传输功率,α1和α2为满意度的调节参数,κ表示无人机j为车辆k提供所述车载资源服务所需能耗在无人机j接收到的所有服务任务能耗中的排名。
41、较佳地,每种所述缓存意愿满足所述约束条件时对应的所述车载资源的价格和所述车载资源的大小通过以下公式得到:
42、
43、
44、其中,p*(θi)表示缓存意愿为θi在满足所述约束条件时对应的所述车载资源的价格,表示缓存意愿为θi在满足所述约束条件时对应的所述车载资源的大小;当i=1时,
45、根据本公开的第二方面,提供了一种车载资源的获取方法,所述获取方法应用于车辆,所述获取方法包括:
46、发送车载资源获取请求,所述获取请求中包括目标车载资源;
47、接收每种缓存意愿对应的车载资源提供策略;
48、其中,所述车载资源提供策略根据本公开第一方面所述的生成方法生成;
49、基于每种所述缓存意愿对应的第一效用值,确定目标车载资源提供策略;所述第一效用值表征所述车辆购买每种所述缓存意愿对应的所述车载资源所得到的第一反馈信息;
50、发送所述目标车载资源提供策略的获取指令;
51、接收所述目标车载资源提供策略对应的所述目标车载资源。
52、根据本公开的第三方面,提供了一种车载资源的传输方法,所述传输方法应用于无人机,所述传输方法包括:
53、接收车载资源传输指令,所述车载资源传输指令基于车辆确定的目标车载资源提供策略生成;
54、其中,所述目标车载资源提供策略基于所述车辆从每种缓存意愿对应的车载资源提供策略确定得到,所述车载资源提供策略根据本公开第一方面所述的生成方法生成;
55、基于所述车载资源传输指令确定目标车辆及目标车载资源;
56、在与所述目标车辆小于预设距离时,向所述目标车辆传输所述目标车载资源。
57、较佳地,所述向所述目标车辆传输所述目标车载资源的步骤包括:
58、检索缓存中是否存在所述目标车载资源;
59、若否,则下载所述目标车载资源,并在下载完成后向所述目标车辆传输所述目标车载资源。
60、根据本公开的第四方面,提供了一种车载资源的提供方法,所述提供方法应用于服务器,所述提供方法包括:
61、响应于接收到的车载资源获取请求,向目标车辆发送每种缓存意愿对应的车载资源提供策略;
62、其中,所述获取请求中包括目标车载资源,所述车载资源提供策略根据本公开第一方面所述的生成方法生成;
63、接收所述目标车辆的目标车载资源提供策略,并生成车载资源传输指令;
64、基于每个无人机提供所述目标车载资源服务的第二效用值确定目标无人机;所述第二效用值表征所述无人机提供所述目标车载资源服务所得到的第二反馈信息;
65、向所述目标无人机发送所述目标车载资源的传输指令。
66、较佳地,所述基于每个无人机提供所述目标车载资源服务的第二效用值确定目标无人机的步骤包括:
67、获取每个无人机提供所述目标车载资源服务的所述第二效用值;
68、获取每个无人机的剩余能量及每个无人机提供所述目标车载资源服务所需的总能耗;
69、确定所述剩余能量大于所述总能耗,且所述第二效用值满足第三预设条件对应的所述无人机为所述目标无人机。
70、根据本公开的第五方面,提供了一种车载资源提供策略的生成系统,所述生成系统包括获取模块、确定模块和生成模块;
71、所述获取模块用于获取车辆的缓存意愿的类型集合,所述缓存意愿表征所述车辆对车载资源的需求紧迫程度;
72、所述确定模块用于确定所述车辆对于每种所述缓存意愿的第一效用函数,所述第一效用函数表征所述车辆购买每种所述缓存意愿对应的所述车载资源所得到的第一反馈信息;
73、所述获取模块还用于获取无人机为所述车辆提供所述车载资源服务的第二效用函数,所述第二效用函数表征所述无人机提供所述车载资源服务所得到的第二反馈信息;
74、所述生成模块用于基于所述第一效用函数和所述第二效用函数生成每种所述缓存意愿对应的车载资源提供策略。
75、根据本公开的第六方面,提供了一种车载资源的获取系统,所述获取系统应用于车辆,所述获取系统包括车载资源获取模块、车载资源接收模块、车载资源确定模块;
76、所述车载资源获取模块用于发送车载资源获取请求,所述获取请求中包括目标车载资源;
77、所述车载资源接收模块用于接收每种缓存意愿对应的车载资源提供策略;
78、其中,所述车载资源提供策略根据本公开第五方面所述的生成系统生成;
79、所述车载资源确定模块用于基于每种所述缓存意愿对应的第一效用值,确定目标车载资源提供策略;所述第一效用值表征所述车辆购买每种所述缓存意愿对应的所述车载资源所得到的第一反馈信息;
80、所述车载资源获取模块还用于发送所述目标车载资源提供策略的获取指令;
81、所述车载资源接收模块还用于接收所述目标车载资源提供策略对应的所述目标车载资源。
82、根据本公开的第七方面,提供了一种车载资源的传输系统,所述传输系统应用于无人机,所述传输系统包括接收模块、传输确定模块和传输模块;
83、所述接收模块用于接收车载资源传输指令,所述车载资源传输指令基于车辆确定的目标车载资源提供策略生成;
84、其中,所述目标车载资源提供策略基于所述车辆从每种缓存意愿对应的车载资源提供策略确定得到,所述车载资源提供策略根据本公开第五方面所述的生成系统生成;
85、所述传输确定模块用于基于所述车载资源传输指令确定目标车辆及目标车载资源;
86、所述传输模块用于在与所述目标车辆小于预设距离时,向所述目标车辆传输所述目标车载资源。
87、根据本公开的第八方面,提供了一种车载资源的提供系统,所述提供系统应用于服务器,所述提供系统包括发送模块、指令生成模块、无人机确定模块;
88、所述发送模块用于响应于接收到的车载资源获取请求,向目标车辆发送每种缓存意愿对应的车载资源提供策略;
89、其中,所述获取请求中包括目标车载资源,所述车载资源提供策略根据本公开第五方面所述的生成系统生成;
90、所述指令生成模块用于接收所述目标车辆的目标车载资源提供策略,并生成车载资源传输指令;
91、所述无人机确定模块用于基于每个无人机提供所述目标车载资源服务的第二效用值确定目标无人机;所述第二效用值表征所述无人机提供所述目标车载资源服务所得到的第二反馈信息;
92、所述发送模块还用于向所述目标无人机发送所述目标车载资源的传输指令。
93、根据本公开的第九方面,提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行计算机程序时实现本公开第一方面所述的生成方法,或实现本公开第二方面所述的获取方法,或实现本公开第三方面所述的传输方法,或实现本公开第四方面所述的提供方法。
94、根据本公开的第十方面,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本公开第一方面所述的生成方法,或实现本公开第二方面所述的获取方法,或实现本公开第三方面所述的传输方法,或实现本公开第四方面所述的提供方法。
95、根据本公开的第十一方面,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现本公开第一方面所述的生成方法,或实现本公开第二方面所述的获取方法,或实现本公开第三方面所述的传输方法,或实现本公开第四方面所述的提供方法。
96、根据本公开的第十二方面,提供了一种芯片,应用于电子设备,所述芯片用于执行本公开第一方面所述的生成方法,或执行本公开第二方面所述的获取方法,或执行本公开第三方面所述的传输方法,或实现本公开第四方面所述的提供方法。
97、根据本公开的第十三方面,提供了一种芯片模组,应用于电子设备,包括收发组件和芯片,所述芯片用于执行本公开第一方面所述的生成方法,或执行本公开第二方面所述的获取方法,或执行本公开第三方面所述的传输方法,或实现本公开第四方面所述的提供方法。
98、在符合本领域常识的基础上,所述各优选条件,可任意组合,即得本公开各较佳实施例。
99、本公开的积极进步效果在于:通过获取车辆的缓存意愿的类型集合,确定车辆对于每种缓存意愿的第一效用函数,获取无人机为车辆提供车载资源服务的第二效用函数,并基于第一效用函数和第二效用函数生成每种缓存意愿对应的车载资源提供策略,应用合同理论为不同缓存意愿类型的车辆提供定制化的车载资源提供策略,激励请求车载资源服务的车辆选择对应其缓存意愿类型设计的车载资源提供策略,以最大化无人机提供服务的效用。通过最优车载资源提供策略的求解,使得车辆可以在请求车载资源服务时选择对应其缓存意愿类型的车载资源提供策略以保证自身效益最大化,由此实现无人机以共享自身闲置的计算资源的方式参与社会服务,为车联网基础设施rs未覆盖到或者rsu资源不足的区域提供边缘缓存的辅助服务,优化应用服务质量。
1.一种车载资源提供策略的生成方法,其特征在于,所述生成方法包括:
2.根据权利要求1所述的生成方法,其特征在于,所述确定所述车辆对于每种所述缓存意愿的第一效用函数的步骤包括:
3.根据权利要求2所述的生成方法,其特征在于,所述第一效用函数如下所示:
4.根据权利要求1所述的生成方法,其特征在于,所述获取无人机为所述车辆提供所述车载资源服务的第二效用函数的步骤包括:
5.根据权利要求4所述的生成方法,其特征在于,所述第二效用函数如下所示:
6.根据权利要求4所述的生成方法,其特征在于,所述获取所述无人机为所述车辆提供所述车载资源服务的成本函数的步骤包括:
7.根据权利要求6所述的生成方法,其特征在于,所述成本函数如下所示:
8.根据权利要求1所述的生成方法,其特征在于,所述基于所述第一效用函数和所述第二效用函数生成每种所述缓存意愿对应的车载资源提供策略的步骤包括:
9.根据权利要求8所述的生成方法,其特征在于,所述目标效用函数如下公式所示:
10.根据权利要求9所述的生成方法,其特征在于,每种所述缓存意愿满足所述约束条件时对应的所述车载资源的价格和所述车载资源的大小通过以下公式得到:
11.一种车载资源的获取方法,其特征在于,所述获取方法应用于车辆,所述获取方法包括:
12.一种车载资源的传输方法,其特征在于,所述传输方法应用于无人机,所述传输方法包括:
13.根据权利要求12所述的传输方法,其特征在于,所述向所述目标车辆传输所述目标车载资源的步骤包括:
14.一种车载资源的提供方法,其特征在于,所述提供方法应用于服务器,所述提供方法包括:
15.根据权利要求14所述的提供方法,其特征在于,所述基于每个无人机提供所述目标车载资源服务的第二效用值确定目标无人机的步骤包括:
16.一种车载资源提供策略的生成系统,其特征在于,所述生成系统包括获取模块、确定模块和生成模块;
17.一种车载资源的获取系统,其特征在于,所述获取系统应用于车辆,所述获取系统包括车载资源获取模块、车载资源接收模块、车载资源确定模块;
18.一种车载资源的传输系统,其特征在于,所述传输系统应用于无人机,所述传输系统包括接收模块、传输确定模块和传输模块;
19.一种车载资源的提供系统,其特征在于,所述提供系统应用于服务器,所述提供系统包括发送模块、指令生成模块、无人机确定模块;
20.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行计算机程序时实现权利要求1至10中任一项所述的生成方法,或实现如权利要求11所述的获取方法,或实现如权利要求12或13所述的传输方法,或实现如权利要求14或15所述的提供方法。
21.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的生成方法,或实现如权利要求11所述的获取方法,或实现如权利要求12或13所述的传输方法,或实现如权利要求14或15所述的提供方法。
22.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的生成方法,或实现如权利要求11所述的获取方法,或实现如权利要求12或13所述的传输方法,或实现如权利要求14或15所述的提供方法。
23.一种芯片,应用于电子设备,其特征在于,所述芯片用于执行如权利要求1至10中任一项所述的生成方法,或执行如权利要求11所述的获取方法,或执行如权利要求12或13所述的传输方法,或实现如权利要求14或15所述的提供方法。
24.一种芯片模组,应用于电子设备,其特征在于,包括收发组件和芯片,所述芯片用于执行如权利要求1至10中任一项所述的生成方法,或执行如权利要求11所述的获取方法,或执行如权利要求12或13所述的传输方法,或实现如权利要求14或15所述的提供方法。