[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于時(shí)延與能耗權(quán)重計(jì)算的任務(wù)卸載算法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011048168.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112437468A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王淑棟;李艷青;龐善臣
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): H04W28/16
• 分類(lèi)號(hào): H04W28/16;H04W28/18;H04W28/22
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明針對(duì)任務(wù)執(zhí)行的時(shí)延與能耗權(quán)重系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于移動(dòng)邊緣計(jì)算中移動(dòng)終端設(shè)備的任務(wù)卸載問(wèn)題，提出一種基于時(shí)延與能耗權(quán)重計(jì)算的任務(wù)卸載算法，旨在根據(jù)用戶(hù)需求以及設(shè)備自身電量狀態(tài)減少終端設(shè)備任務(wù)執(zhí)行的開(kāi)銷(xiāo)。算法針對(duì)單MEC多用戶(hù)場(chǎng)景下的計(jì)算卸載，計(jì)算任務(wù)的時(shí)延與能耗系數(shù)，提出一種基于有限能源和時(shí)延的任務(wù)卸載與資源分配策略。求解本地設(shè)備最佳分配資源，利用凸優(yōu)化解決MEC端資源分配，在滿(mǎn)足時(shí)延與能耗基礎(chǔ)上，通過(guò)迭代優(yōu)化算法獲得最優(yōu)信道分配。本發(fā)明提出的卸載方案可以最小化用戶(hù)的時(shí)延與能耗，滿(mǎn)足用戶(hù)需求，提高用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于移動(dòng)邊緣計(jì)算任務(wù)卸載領(lǐng)域，尤其涉及一種基于時(shí)延與能耗權(quán)重計(jì)算的任務(wù)卸載算法。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的到來(lái)，越來(lái)越多的終端設(shè)備應(yīng)用到我們的生活中，但是現(xiàn)有的技術(shù)以及終端設(shè)備制造的設(shè)計(jì)限制，移動(dòng)設(shè)備的計(jì)算資源與電池容量都受到限制。當(dāng)前的新興移動(dòng)應(yīng)用例如交互式游戲、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等對(duì)于計(jì)算與存儲(chǔ)的要求越來(lái)越高，在終端設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，有時(shí)難以滿(mǎn)足任務(wù)對(duì)處理能力與續(xù)航能力的需求。在運(yùn)行大計(jì)算量的程序時(shí)，響應(yīng)慢、耗電快，難以滿(mǎn)足用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量。

如何解決移動(dòng)終端設(shè)備的有限資源與應(yīng)用進(jìn)程需要的計(jì)算資源的矛盾成為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中亟待解決的主要問(wèn)題之一。移動(dòng)邊緣計(jì)算中的計(jì)算卸載技術(shù)被認(rèn)為是有效解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)之一。移動(dòng)邊緣計(jì)算不用將任務(wù)上傳至遠(yuǎn)端的中心云，而是卸載到靠近用戶(hù)終端的邊緣服務(wù)器，大大降低了傳輸時(shí)延與能耗，可以有效解決移動(dòng)終端資源受限的問(wèn)題，但是移動(dòng)邊緣服務(wù)器的計(jì)算能力與遠(yuǎn)端云相比是很有限的，因此，如何做出合理的卸載決策，研究任務(wù)執(zhí)行能耗與時(shí)延之間的權(quán)衡是至關(guān)重要的。

對(duì)于任務(wù)卸載而言，好的卸載方法或者策略，不僅可以有效的滿(mǎn)足用戶(hù)需求，提高用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量還可以大大降低復(fù)雜度。因此，提出一種基于時(shí)延與能耗權(quán)重計(jì)算的任務(wù)卸載算法顯得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)移動(dòng)邊緣計(jì)算中移動(dòng)終端設(shè)備的任務(wù)卸載問(wèn)題，提出一種基于時(shí)延與能耗權(quán)重計(jì)算的任務(wù)卸載算法，旨在根據(jù)用戶(hù)需求以及設(shè)備自身電量狀態(tài)減少終端設(shè)備任務(wù)執(zhí)行的開(kāi)銷(xiāo)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括如下部分：

1.一種基于時(shí)延與能耗權(quán)重計(jì)算的任務(wù)卸載算法，具體實(shí)施步驟如下：

步驟1.每個(gè)終端設(shè)備都有一個(gè)任務(wù)待處理，設(shè)備提交任務(wù)，分別計(jì)算設(shè)備中任務(wù)的時(shí)延與能耗的系數(shù)。

步驟2.對(duì)于設(shè)備中的任務(wù)進(jìn)行本地最佳資源分配。

步驟3.初始所有任務(wù)全部卸載到MEC服務(wù)器執(zhí)行，對(duì)所有任務(wù)設(shè)定a_i＝1。

步驟4.對(duì)需要卸載到MEC服務(wù)器上執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行最佳資源分配。

步驟5.根據(jù)算法1進(jìn)行信道分配。

步驟6.根據(jù)每個(gè)任務(wù)在MEC端與在本地的開(kāi)銷(xiāo)做出卸載決策。

步驟7.判斷卸載決策是否有變化，如果不變，算法終止。反之轉(zhuǎn)向步驟4.

2.根據(jù)權(quán)利要求1中步驟1所述的時(shí)延與能耗權(quán)重計(jì)算，其特征在于：

記REc_i為終端設(shè)備電量剩余比例：

由此設(shè)定能耗系數(shù)Ec_i，即剩余電量占終端設(shè)備最大電量的比例，其數(shù)值越小，對(duì)降低能耗的需求越強(qiáng)。

根據(jù)任務(wù)截止時(shí)間以及任務(wù)的大小和所需計(jì)算能力確定任務(wù)的緊急度，記為T(mén)cr_i，本文中將任務(wù)的緊急度表征為任務(wù)對(duì)時(shí)延的敏感程度，數(shù)值越小，任務(wù)對(duì)時(shí)延敏感程度越高。