[發(fā)明專利]一種基于移動邊緣計算的移動感知多用戶卸載優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111049917B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 駱春波;羅楊;張富鑫;劉翔;吳佳
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李亞男

本發(fā)明基于移動邊緣計算服務(wù)器有限的計算和無線資源，提供了一種基于移動邊緣計算的移動感知多用戶卸載優(yōu)化方法，本發(fā)明考慮到用戶的移動性以及任務(wù)時延，找到最優(yōu)的卸載方案來最大化系統(tǒng)范圍內(nèi)的用戶效用。本發(fā)明提出了啟發(fā)式移動感知搜索算法，以獲得最優(yōu)的卸載方案，本發(fā)明將原始的全局優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化成多個局部優(yōu)化問題，并將局部優(yōu)化問題分解成子問題進行求解，最終能在較優(yōu)計算復(fù)雜度情況下得到相比其他技術(shù)更優(yōu)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于移動云計算技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于移動邊緣計算的移動感知多用戶卸載優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的移動應(yīng)用設(shè)備，由于用戶設(shè)備的資源有限不能支持計算密集、時延敏感以及帶寬等需求，因此需要尋求一些新的方式來解決這些問題。過去提出了移動云端計算(MCC)的方法，將移動應(yīng)用中資源密集的部分卸載到強大的遠(yuǎn)程云端進行處理，但是，在用戶和云端長距離傳送的過程中會產(chǎn)生高時延和抖動，有些對帶寬需求高的應(yīng)用還會造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，這對于核心網(wǎng)來說是不利的。

由于移動云端計算存在不足，于是近幾年提出了移動邊緣計算(MEC)。卸載決策作為其中的一個重要的問題，在現(xiàn)有的研究中大多數(shù)是假設(shè)為一個準(zhǔn)靜態(tài)的場景，但實際當(dāng)中用戶設(shè)備的移動性是不能被忽略的。在基站處的移動邊緣計算服務(wù)器處的計算資源和無線資源都是有限的，為了最大化總體系統(tǒng)范圍內(nèi)的用戶效用，需要在任務(wù)時延和能量消耗之間有一個權(quán)衡，這個問題被證明是一個NP難問題，目前存在的窮舉搜索、獨立決策執(zhí)行等技術(shù)，這些技術(shù)存在計算復(fù)雜度高、考慮因素不全的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種基于移動邊緣計算的移動感知多用戶卸載優(yōu)化方法，解決的技術(shù)問題是在移動邊緣計算中多個用戶的卸載決策和資源分配，將用戶的移動性考慮其中，解決了全局優(yōu)化中的NP難無法求解的問題，在任務(wù)時延和能量消耗之間權(quán)衡以實現(xiàn)最優(yōu)的系統(tǒng)范圍用戶效用。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本方案提供一種基于移動邊緣計算的移動感知多用戶卸載優(yōu)化方法，包括如下步驟：

S1、根據(jù)多用戶向基站邊緣計算服務(wù)器發(fā)送的任務(wù)卸載請求，得到最優(yōu)的卸載方式和資源分配方式GP；

S2、根據(jù)所述最優(yōu)的卸載方式和資源分配方式GP得到全局優(yōu)化目標(biāo)GP2；

S3、將所述全局優(yōu)化目標(biāo)GP2轉(zhuǎn)化為N個局部優(yōu)化目標(biāo)LP；

S4、根據(jù)用戶設(shè)備的軌跡，利用數(shù)值調(diào)節(jié)梯形算法分別計算得到數(shù)據(jù)傳輸所需時間的近似解以及用戶設(shè)備第一次離開基站覆蓋范圍時刻的近似解；

S5、根據(jù)所述數(shù)據(jù)傳輸所需時間的近似解以及用戶設(shè)備第一次離開基站覆蓋范圍時刻的近似解，利用效用函數(shù)計算得到目標(biāo)函數(shù)；

S6、根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)和局部優(yōu)化目標(biāo)LP計算得到局部優(yōu)化目標(biāo)LP2；

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

S8、根據(jù)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。

進一步地，所述步驟S1中最優(yōu)的卸載方式和資源分配方式GP的表達(dá)式如下：