[發明專利]一種基于移動邊緣計算的移動感知多用戶卸載優化方法有效

申請號：	201911314311.4	申請日：	2019-12-19
公開（公告）號：	CN111049917B	公開（公告）日：	2020-12-29
發明（設計）人：	駱春波;羅楊;張富鑫;劉翔;吳佳	申請（專利權）人：	電子科技大學
主分類號：	H04L29/08	分類號：	H04L29/08;H04W28/08
代理公司：	成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229	代理人：	李亞男
地址：	611731 四川省成***	國省代碼：	四川;51
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于移動邊緣計算感知多用戶卸載優化方法
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【權利要求書】：

1.一種基于移動邊緣計算的移動感知多用戶卸載優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據多用戶向基站邊緣計算服務器發送的任務卸載請求，得到最優的卸載方式和資源分配方式GP；

S2、根據所述最優的卸載方式和資源分配方式GP得到全局優化目標GP2；

所述步驟S2中全局優化目標GP2的表達式如下：

其中，O表示被安排進行卸載的用戶設備集合，f表示需要被優化的變量向量，且f＝{f₁,f₂,f₃,...,f_N}，φ_n表示在計算分配方式SP1和卸載方式SP2中用戶偏好的度量值，u_n表示效用函數，ω表示每一個用戶的信道帶寬，f_n表示第n個用戶的CPU頻率；

S3、將所述全局優化目標GP2轉化為N個局部優化目標LP；

所述步驟S3中局部優化目標LP的表達式如下：

其中，O表示被安排進行卸載的用戶設備集合，f表示需要被優化的變量向量，且f＝{f₁,f₂,f₃,...,f_N}，N表示用戶設備的總數，φ_n表示在計算分配方式SP1和卸載方式SP2中用戶偏好的度量值，u_n表示效用函數，f_n表示第n個用戶的CPU頻率，表示固定的信道帶寬，B表示系統的帶寬，O^max表示在相應的局部優化問題中允許卸載的最大數目；

S4、根據用戶設備的軌跡，利用數值調節梯形算法分別計算得到數據傳輸所需時間的近似解以及用戶設備第一次離開基站覆蓋范圍時刻的近似解；

S5、根據所述數據傳輸所需時間的近似解以及用戶設備第一次離開基站覆蓋范圍時刻的近似解，利用效用函數計算得到目標函數；

所述步驟S5中目標函數的表達式如下：

其中，n表示用戶設備的個數，O表示被安排進行卸載的用戶設備集合，φ_n表示在計算分配方式SP1和卸載方式SP2中用戶偏好的度量值，u_n表示效用函數，f_n表示第n個用戶的CPU頻率，表示固定的信道帶寬，δ_n和均表示正約束；

S6、根據所述目標函數和局部優化目標LP計算得到局部優化目標LP2；

所述步驟S6中局部優化目標LP2的表達式如下：

其中，O表示被安排進行卸載的用戶設備集合，f表示需要被優化的變量向量，且f＝{f₁,f₂,f₃,...,f_N}，n表示用戶設備的個數，δ_n和均表示正約束,f_n表示第n個用戶的CPU頻率；

S7、根據所述局部優化目標LP2分別計算得到基站邊緣計算服務器的分配方式SP1，并根據所述分配方式SP1計算得到卸載方式SP2；

所述步驟S7中基站邊緣計算服務器的分配方式SP1的表達式如下：

其中，Func(O)表示用戶設備集合的函數,O表示被安排進行卸載的用戶設備集合，f表示需要被優化的變量向量，且f＝{f₁,f₂,f₃,...,f_N}，n表示用戶設備的個數，δ_n和均表示正約束，f_n表示第n個用戶的CPU頻率；

所述步驟S7中卸載方式SP2的表達式如下：

其中，Func(O)表示用戶設備集合的函數，O表示被安排進行卸載的用戶設備集合；

S8、根據所述分配方式SP1以及卸載方式SP2，利用移動感知卸載算法得到最終的卸載方式；

所述步驟S8包括如下步驟：

S801、根據所述分配方式的目標函數SP1以及卸載方式的目標函數SP2，利用數值調節梯形算法分別計算得到數據傳輸所需時間的近似解以及用戶設備第一次離開基站覆蓋范圍時刻的近似解；

S802、將搜索空間截斷為N₃，并根據步驟S801得到的近似解利用移動感知卸載算法計算得到所有任務的效用函數下的面積；

S803、根據所述所有任務的效用函數下的面積，利用啟發式任務比較方法將將N₃調整為有序的序列；

S804、根據所述有序的序列，利用基于偏序的啟發式方法計算得到近似最優解卸載方式；

S805、將所有近似最優解卸載方式進行比較，得到最終的卸載方式。

2.根據權利要求1所述的基于移動邊緣計算的移動感知多用戶卸載優化方法，其特征在于，所述步驟S1中最優的卸載方式和資源分配方式GP的表達式如下：

其中，a和f均表示需要被優化的變量向量，且a＝{a₁,a₂,a₃,...,a_N}，f＝{f₁,f₂,f₃,...,f_N}，N表示用戶設備的總數，a_n＝1表示任務卸載，a_n＝0表示執行本地任務，φ_n表示在計算分配方式SP1和卸載方式SP2中用戶偏好的度量值，u_n表示效用函數，ω表示每一個用戶的信道帶寬，f_n表示第n個用戶的CPU頻率。