[發明專利]移動邊緣計算中聯合計算和帶寬資源分配實現方法

有效

• 申請號: 202010084044.2
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111343238B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 陳翔;鄺巧斌;邱繼云;龔杰;陳曉春;田華
• 申請（專利權）人: 深圳清華大學研究院
• 主分類號: H04L67/1008
• 分類號: H04L67/1008;H04W24/02;H04W28/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李盛洪

1.一種移動邊緣計算中聯合計算和帶寬資源分配實現方法，其特征在于，所述的聯合計算和帶寬資源分配實現方法包括以下步驟：

S1、參數初始化，初始化用戶的數目K以及每個用戶i∈{1，...，K}需要進行卸載計算的任務大小l_i，初始化計算任務l_i所需要的CPU周期數目w_i、用戶i的發射功率p_i、信道對用戶i的功率增益h_i以及信道的功率噪聲N₀、初始化整個移動邊緣計算系統可使用的帶寬B、移動邊緣計算服務器可用的計算資源F，初始化計算能力與計算資源的一般性的計算模型g()，g()是一個凹的非減的非線性函數，使得c_i＝g(f_i)，其中f_i表示移動邊緣計算服務器分配給用戶i的計算資源，c_i表示計算資源f_i所對應的計算能力；

S2、用戶向控制中心發送卸載請求，并把用戶的相關參數同時傳輸給控制中心，包括卸載計算的任務大小l_i、計算任務所需要的CPU周期數目w_i、用戶的發射功率p_i、信道的功率增益h_i以及信道的功率噪聲N₀；

S3、控制中心根據上述用戶的相關參數，給所有請求服務的用戶分配帶寬資源和計算資源；

S4、用戶根據分配的帶寬資源，同時傳輸各自的卸載任務，計算各用戶的卸載時間，其中，所述的卸載時間表示將用戶的任務卸載到移動邊緣計算服務器所需的時間；

S5、移動邊緣計算服務器根據分配給每個用戶的計算資源，讓相應的虛擬機完成對應的計算任務，計算各用戶所需的計算時間，其中，所述的計算時間表示移動邊緣計算服務器完成計算指定用戶的計算任務所需要的時間；

S6、移動邊緣計算服務器把計算得到的結果，反饋給用戶，并計算反饋時間，定義反饋時間為移動邊緣計算服務器把計算結果傳輸給用戶所消耗的時間；

S7、計算系統時延，定義系統時延為所有用戶完成計算任務的總時間中的最大值，其中，所述的計算任務的總時間由卸載時間、計算時間和反饋時間組成。

2.根據權利要求1所述的移動邊緣計算中聯合計算和帶寬資源分配實現方法，其特征在于，所述的步驟S3具體如下：

S31、控制中心定義兩組變量b_i和f_i，i∈{1，...，K}，其中b_i表示分配給用戶i的帶寬資源，f_i表示分配給用戶i的計算資源；

S32、控制中心確定每個用戶i的數據速率的表達式r_i＝b_ilog(1+h_iP_i/N₀)，然后確定每個用戶i的卸載時間表達式t_i＝l_i/r_i，卸載時間t_i表示將用戶i的任務卸載到移動邊緣計算服務器所需的時間；

S33、控制中心結合計算能力與計算資源模型g()確定分配給用戶i的計算能力表達式c_i＝g(f_i)，并確定移動邊緣計算服務器完成計算任務l_i所需要的計算時間表達式定義每個用戶i完成其計算任務的總時間其中表示計算任務l_i的結果反饋時間；

S34、忽略每個用戶完成其計算任務的總時間T_i中的反饋時間得到表達式定義系統時延為所有用戶完成計算任務的總時間T_i中的最大值，表示為max(T_i)；

S35、控制中心構建一個凸優化問題

其中，s.t.是subject to的縮寫，表示凸優化問題中的限制條件，表示分配給所有K個用戶的帶寬資源總和與計算資源總和分別不超過移動邊緣計算服務器的可用帶寬資源與可用計算資源，該凸優化問題表示“通過調整移動邊緣計算服務器給每個用戶的最優的帶寬和計算資源分配，得到最小的系統時延”，使用凸優化技術中的內點法進行求解，求出變量b_i和f_i，i∈{1，...，K}，從而得到移動邊緣計算服務器給每個用戶的最優的帶寬和計算資源分配方案。