CN113676958B - 车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法及装置 - Google Patents
车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法及装置，包括：确定与第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；若完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。本发明能够在保证传输任务在可容忍的时延内完成情况下，最小化车辆到车辆用户对的资源使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法及装置。
背景技术
车辆间可以使用车辆到车辆通信技术相互提供交通信息，如交通堵塞、事故和其他风险。这些信息使驾驶员做好了应急准备，可以减少事故的发生，提高驾驶安全性。车辆需要带宽资源来传输交通信息并将其发送给成对的车辆，但是多个用户同时向基站请求资源会导致响应速度慢，资源分配效率低。此外，不同的用户有不同的带宽资源和可容忍时延的要求。为了解决这个问题，网络切片技术被用来将带宽等资源划分为多个切片，这些切片被分配给多个用户并且相互隔离，能够减少通信干扰。
在车联网任务传输系统中，现有定价方法没有考虑用户成本和资源利用率的情况，目前较多采用的定价是仅考虑资源使用时长或资源大小的策略，这样无法缓解资源紧张或避免资源闲置浪费。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法及装置。
第一方面，本发明实施例提供一种车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法，包括：
在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数；
基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息；
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic；
根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；
并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体；
若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；
若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。
进一步地，所述根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，具体包括：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；
在增强移动宽带蜂窝用户和第i对车辆到车辆用户对两类用户共享信道资源，且增强移动宽带蜂窝用户的发射功率和带宽为定值的情况下，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率。
进一步地，所述根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率，具体包括：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，利用第一关系模型确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；所述第一关系模型为：
其中，N表示存在N个随机分布的增强移动宽带蜂窝用户，N为正整数；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站的信干噪比；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站链路；σ2表示加性高斯白噪声的功率；δj取0或1，δj取0时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户不共享信道，δj取1时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户共享信道；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对中的发射车辆用户到基站链路的信道增益；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的数据传输速率；
表示第j个增强移动宽带蜂窝用户的带宽。
进一步地，还包括：
采用第二关系模型确定带宽分配成本；所述第二关系模型为：
Pi v＝punitttask；
其中，Pi v表示确定的带宽分配成本；punit表示使用切片带宽资源的单价；ttask表示传输任务上的时延。
第二方面，本发明实施例提供了一种车辆到车辆的网络切片带宽资源分配装置，包括：
第一获取模块，用于在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数；
第二获取模块，用于基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息；
第一确定模块，用于根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
生成模块，用于在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic；
第一计算模块，用于根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；
第二计算模块，用于并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体；
第三计算模块，用于若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；
第二确定模块，用于若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。
进一步地，所述第一确定模块，具体用于：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；
在增强移动宽带蜂窝用户和第i对车辆到车辆用户对两类用户共享信道资源，且增强移动宽带蜂窝用户的发射功率和带宽为定值的情况下，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率。
进一步地，所述第一确定模块在执行根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率时，具体用于：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，利用第一关系模型确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；所述第一关系模型为：
其中，N表示存在N个随机分布的增强移动宽带蜂窝用户，N为正整数；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站的信干噪比；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站链路；σ2表示加性高斯白噪声的功率；δj取0或1，δj取0时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户不共享信道，δj取1时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户共享信道；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对中的发射车辆用户到基站链路的信道增益；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的数据传输速率；
表示第j个增强移动宽带蜂窝用户的带宽。
进一步地，所述第二确定模块在执行确定带宽分配成本时，具体用于：
采用第二关系模型确定带宽分配成本；所述第二关系模型为：
Pi v＝punitttask；
其中，Pi v表示确定的带宽分配成本；punit表示使用切片带宽资源的单价；ttask表示传输任务上的时延。
第三方面，本发明实施例还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，所述处理器执行所述程序时实现如上第一方面所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法的步骤。
由上述技术方案可知，本发明实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法及装置，通过在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数；基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息；根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic；根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体；若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。本发明能够在保证传输任务在可容忍的时延内完成情况下，最小化车辆到车辆用户对的资源使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配的场景示意图；
图3为本发明一实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配装置的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面将通过具体的实施例对本发明提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法进行详细解释和说明。
图1为本发明一实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法的流程示意图；如图1所示，该方法包括：
步骤101：在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数。
步骤102：基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息.
步骤103：根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率。
步骤104：在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic。
步骤105：根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本。
步骤106：并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体。
步骤107：若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延。
步骤108：若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。
在本实施例中，需要说明的是，在无线接入网的环境下有增强移动宽带蜂窝用户组和车辆到车辆用户组，两类请求网络切片带宽资源的用户组的情况下，考虑车辆到车辆用户对的传输任务成本问题。现有的方法并没有考虑采用共享信道资源来降低成本，使得用户使用资源的成本不能很好地满足用户经济要求。为了保证资源利用率和用户体验，本发明根据用户的需求进行动态资源定价。然后，提出了一种基于功率控制和进化策略的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法，从而保证车辆到车辆用户对的传输任务能够在可容忍的时延内完成情况下，最小化车辆到车辆用户对的资源使用成本；其中，车辆到车辆的网络切片带宽资源分配的场景示意图，如图2所示，场景中包括由一台5G基站及移动边缘计算服务器组成的无线接入网，以及服务范围内多个车辆到车辆用户及增强移动宽带蜂窝用户。
在本实施例中，需要说明的是，本发明实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法基于车辆到车辆的网络切片带宽资源分配系统执行，该系统是一个两类网络切片用户组的带宽资源共享系统。系统中，一个5G基站配有移动边缘计算服务器，用于制定策略，保证特定用户的传输速率。在道路拥堵、交通事故等紧急情况下，便于事故车辆向其他车辆报告自身情况。在基站周围有行驶在公路上的M个车辆对车辆用户对和N个随机分布的增强移动宽带蜂窝用户。用Vi表示路上的第i个车辆到车辆用户对，其中i∈{1,2,...,M}；相似地，用Cj表示第j个增强移动宽带蜂窝用户，其中j∈{1,2,...,N}。
对于车辆用户对来说，它们传输的任务有数据大小和可容忍的时延的要求。使用二元组<m,d>来描述任务属性，其中m代表任务数据大小，d代表可容忍的时延。为了完成这些数据传输任务，车辆用户(即需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户)需要基站分配带宽资源。对于基站而言，网络切片技术可以划分带宽资源为多个车辆用户服务，其隔离特性可以减少车辆到车辆用户之间的干扰。定义分配给第i个车辆到车辆用户对的网络切片的组成是
其中Wi表示该片分配给车辆到车辆用户对的带宽，Pi表示使用带宽资源的单价。
通信模型：
假设有T个时隙，设置Τ＝{1,2,...,t,...,T}。在时隙t，分别将第i对发送和接收数据的车辆到车辆用户的坐标标记为
和
第j个增强移动宽带蜂窝用户的坐标为
可以通过欧几里德距离计算第i对发送和接收数据的车辆到车辆用户之间的距离，如下所示：
它们之间的信道增益是：
其中，g0是参考距离处的信道增益，ρ是一个具有平均值的指数随机变量，αh是车辆到车辆链路中的路径损耗指数(预设值)。
定义第i个车辆到车辆用户对的信干噪比为：
相似地，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站的信干噪比为
其中pv和pc分别代表车辆到车辆用户对和增强移动宽带蜂窝用户的发射功率。
和
分别代表第i个车辆到车辆链路之间，以及第i个增强移动宽带蜂窝用户与车辆到车辆接收用户之间的信道增益；相似地，
和
分别代表第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站链路，以及第j个车辆到车辆接收用户到基站链路的信道增益。σ2是加性高斯白噪声的功率，δ代表车辆到车辆用户对是否与增强移动宽带蜂窝用户共享信道，确保每个车辆到车辆用户对最多可以复用一个增强移动宽带蜂窝用户的信道。具体形式如下：
在时隙t，Wv和Wc分别代表车辆到车辆用户对和增强移动宽带蜂窝用户的带宽。定义车辆到车辆用户对和增强移动宽带蜂窝用户的带宽的数据传输速率分别为：
每个时隙测量一次车辆的瞬时数据传输速率，则平均传输速率为
根据第i个车辆到车辆用户对的任务数据大小mi和车辆平均传输速率
可以得出在传输任务上的时延为
定价模型：
考虑带宽资源的利用率和用户体验，定义使用切片资源的单价函数为
Punit＝λeμx+υ (10)
其中x与切片带宽资源占用率有关。λ是切片资源的初始单价，即分配给用户带宽的大小。μ代表单价随x变化的快慢程度，υ代表基础设施提供商提供的资源最低单价。λ和υ共同决定了资源的起步单价，以上参数均为正值。
定义第i个车辆到车辆用户对通过带宽资源传输任务的成本为
Pi v＝punitttask (11)
实施流程：
(1)、初始化环境信息。当前时隙t下，获取需要传输任务的第i对发送和接收数据的车辆到车辆用户的坐标为
和
根据公式(3)，为了使车辆到车辆用户的信干噪比较大，应选择与车辆到车辆接收用户之间的信道增益较小的增强移动宽带蜂窝用户，即根据公式(1)计算，选择与接收数据的车辆到车辆用户距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取其坐标
(2)、将车辆对车辆用户对的传输任务问题分解为功率控制和带宽资源分配问题，首先推导出车辆到车辆用户对的发射功率控制。根据两类用户的坐标、公式(4)及公式(7)得出增强移动宽带蜂窝用户的传输速率
在此基础上，在两类用户共享信道资源且增强移动宽带蜂窝用户的发射功率pv及带宽Wc为定值的情况下，反向推导出车辆到车辆用户对的发射功率
(3)、基于进化策略，找出第i对车辆到车辆用户对成本最低的切片带宽资源分配方案。在指定的带宽大小范围内随机生成P个个体集合I＝{i1,i2,...,ii,...,ip}，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，初始化种群每个个体的遗传信息DNA和变异强度mut_int，对于第i个个体来说，其属性为ii＝{DNAi,mut_inti}。
(4)、将P个个体随机分为A、B两组，IA＝{iA 1,iA 2,...,iA i,...,iA p/2}，IB＝{iB 1,iB 2,...,iB i,...,iB p/2}，将A、B两组序号相同的两个个体遗传信息配对，取A组的个体信息的前一半及B组信息的后一半，合并生成C组的子代个体IC＝{iC 1,iC 2,...,iC i,...,iC p/2}，例如iA i与iB i配对后生成的子代个体iC i＝{DNAC i,mut_intC i}的遗传信息DNAC i和变异强度mut_intC i分别为DNAC i←merge(first_half(DNAA i),last_half(DNAB i)}，mut_intC i←merge(first_half(mut_intA i),last_half(mut_intB i)}。
(5)、根据变异强度改变子代个体遗传信息，例如个体iC i的遗传信息DNAC i←DNAC i+mut_intC i。因为多次迭代后，遗传信息会趋于稳定，所以变异强度也应该逐步减小，当mut_intC i大于0时，mut_intC i←mut_intC i-mut_constant，其中mut_constant是一个较小的常数；否则mut_intC i←0。
(6)、按照服务器的当前带宽资源占用率情况，根据公式(10)计算切片带宽资源单价，根据公式(11)计算成本。在此基础上，计算子代集合IC的个体适应度
按个体适应度F＝{f1,f2,...,fi,...,fp/2}从大到小对集合IC排序，并删除排名后一半的个体，得到IC＝{iC 1,iC 2,...,iC p/4}。
(7)、若集合IC的遗传信息迭代后收敛，则到步骤(8)，否则，把子代集合视为初始种群I←IC，开始迭代到步骤(4)。
(8)、根据第i个车辆到车辆用户对的任务大小，根据公式(8)、公式(9)计算完成任务时延ttask。若完成时延ttask小于等于任务可容忍时延d，到步骤(9)；否则，到步骤(1)；
(9)、将步骤(7)中的遗传信息作为带宽大小分配给第i个车辆到车辆用户对，并根据公式(11)计算其成本。
由此可见，本发明实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法是一种基于功率控制和进化策略的车辆到车辆切片资源分配方法，在初始时隙时，记录车辆到车辆用户对及增强移动宽带蜂窝用户的坐标，先根据两类用户的位置及增强移动宽带蜂窝用户的发射功率推导出车辆到车辆用户对的发射功率控制，接着基于进化策略，找出车辆到车辆用户对成本最低的切片带宽资源分配方案。
由上面技术方案可知，本发明实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法，通过在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数；基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息；根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic；根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体；若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。本发明能够在保证传输任务在可容忍的时延内完成情况下，最小化车辆到车辆用户对的资源使用成本。
在上述实施例的基础上，在本实施例中，所述根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，具体包括：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；
在增强移动宽带蜂窝用户和第i对车辆到车辆用户对两类用户共享信道资源，且增强移动宽带蜂窝用户的发射功率和带宽为定值的情况下，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率。
在上述实施例的基础上，在本实施例中，所述根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率，具体包括：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，利用第一关系模型确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；所述第一关系模型为：
其中，N表示存在N个随机分布的增强移动宽带蜂窝用户，N为正整数；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站的信干噪比；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站链路；σ2表示加性高斯白噪声的功率；δj取0或1，δj取0时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户不共享信道，δj取1时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户共享信道；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对中的发射车辆用户到基站链路的信道增益；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的数据传输速率；
表示第j个增强移动宽带蜂窝用户的带宽。
在上述实施例的基础上，在本实施例中，还包括：
采用第二关系模型确定带宽分配成本；所述第二关系模型为：
Pi v＝punitttask；
其中，Pi v表示确定的带宽分配成本；punit表示使用切片带宽资源的单价；ttask表示传输任务上的时延。
图3为本发明一实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配装置的结构示意图，如图3所示，该装置包括：第一获取模块201、第二获取模块202、第一确定模块203、生成模块204、第一计算模块205、第二计算模块206、第三计算模块207和第二确定模块208，其中：
其中，第一获取模块201，用于在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数；
第二获取模块202，用于基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息；
第一确定模块203，用于根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
生成模块204，用于在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic；
第一计算模块205，用于根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；
第二计算模块206，用于并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体；
第三计算模块207，用于若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；
第二确定模块208，用于若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。
本发明实施例提供的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配装置具体可以用于执行上述实施例的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法，其技术原理和有益效果类似，具体可参见上述实施例，此处不再赘述。
基于相同的发明构思，本发明实施例提供一种电子设备，参见图4，电子设备具体包括如下内容：处理器301、通信接口303、存储器302和通信总线304；
其中，处理器301、通信接口303、存储器302通过通信总线304完成相互间的通信；通信接口303用于实现各建模软件及智能制造装备模块库等相关设备之间的信息传输；处理器301用于调用存储器302中的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例所提供的方法，例如，处理器执行计算机程序时实现下述步骤：在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数；基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息；根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic；根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体；若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法实施例提供的方法，例如，在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数；基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息；根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic；根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体；若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
此外，在本发明中，诸如“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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
此外，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。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法，其特征在于，包括：
在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数；
基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息；
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic；
根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；
并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体；
若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；
若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。
2.根据权利要求1所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法，其特征在于，所述根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，具体包括：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；
在增强移动宽带蜂窝用户和第i对车辆到车辆用户对两类用户共享信道资源，且增强移动宽带蜂窝用户的发射功率和带宽为定值的情况下，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率。
3.根据权利要求2所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法，其特征在于，所述根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率，具体包括：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，利用第一关系模型确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；所述第一关系模型为：
其中，N表示存在N个随机分布的增强移动宽带蜂窝用户，N为正整数；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站的信干噪比；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站链路；σ2表示加性高斯白噪声的功率；δj取0或1，δj取0时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户不共享信道，δj取1时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户共享信道；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对中的发射车辆用户到基站链路的信道增益；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的数据传输速率；
表示第j个增强移动宽带蜂窝用户的带宽。
4.根据权利要求1所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法，其特征在于，还包括：
采用第二关系模型确定带宽分配成本；所述第二关系模型为：
Pi v＝punitttask；
其中，Pi v表示确定的带宽分配成本；punit表示使用切片带宽资源的单价；ttask表示传输任务上的时延。
5.一种车辆到车辆的网络切片带宽资源分配装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于在当前时隙t下，获取需要进行传输任务的第一车辆用户和第二车辆用户各自的坐标信息，并将所述第一车辆用户和所述第二车辆用户确定为第i对车辆到车辆用户对；其中，第一车辆用户为发送数据的车辆用户，第二车辆用户为接收数据的车辆用户，i为正整数；
第二获取模块，用于基于各增强移动宽带蜂窝用户与所述第二车辆用户的距离，确定与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户共享信道，并获取与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息；
第一确定模块，用于根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
生成模块，用于在预设的带宽大小范围内随机生成若干个个体集合I，把拟分配的带宽资源作为遗传信息，随机分为两组集合IA、IB，基于进化策略将两组集合的个体的遗传信息配对，生成子代集合Ic；
第一计算模块，用于根据边缘服务器的当前带宽资源占有率与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率，计算与所述第i对车辆到车辆用户对对应的宽带资源传输任务的成本；
第二计算模块，用于并计算子代集合Ic的个体适应度，按从大到小对集合Ic排序，排序后删除排名靠后的预设个数个体；
第三计算模块，用于若集合Ic的遗传信息迭代后满足预设的收敛条件，则根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的任务大小计算完成任务时延；
第二确定模块，用于若所述完成任务时延小于等于任务可容忍时延，则将迭代后满足预设收敛条件的集合Ic的遗传信息作为带宽大小分配给所述第i对车辆到车辆用户对，并确定带宽分配成本。
6.根据权利要求5所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配装置，其特征在于，所述第一确定模块，具体用于：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；
在增强移动宽带蜂窝用户和第i对车辆到车辆用户对两类用户共享信道资源，且增强移动宽带蜂窝用户的发射功率和带宽为定值的情况下，确定与所述第i对车辆到车辆用户对对应的发射功率。
7.根据权利要求6所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配装置，其特征在于，所述第一确定模块在执行根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率时，具体用于：
根据与所述第i对车辆到车辆用户对对应的两个坐标信息、与所述第二车辆用户的距离最远的增强移动宽带蜂窝用户的坐标信息，利用第一关系模型确定增强移动宽带蜂窝用户的传输速率；所述第一关系模型为：
其中，N表示存在N个随机分布的增强移动宽带蜂窝用户，N为正整数；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站的信干噪比；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户到基站链路；σ2表示加性高斯白噪声的功率；δj取0或1，δj取0时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户不共享信道，δj取1时表示第i对车辆到车辆用户对与第j个增强移动宽带蜂窝用户共享信道；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对对应的发射功率；
表示在当前时隙t下，第j对车辆到车辆用户对中的发射车辆用户到基站链路的信道增益；
表示在当前时隙t下，第j个增强移动宽带蜂窝用户的数据传输速率；
表示第j个增强移动宽带蜂窝用户的带宽。
8.根据权利要求5所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配装置，其特征在于，所述第二确定模块在执行确定带宽分配成本时，具体用于：
采用第二关系模型确定带宽分配成本；所述第二关系模型为：
Pi v＝punitttask；
其中，Pi v表示确定的带宽分配成本；punit表示使用切片带宽资源的单价；ttask表示传输任务上的时延。
9.一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～4任一项所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～4任一项所述的车辆到车辆的网络切片带宽资源分配方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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