[發(fā)明專利]一種移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)中繼卸載方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011318708.3
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112468568A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李君;仲星;朱明浩;王秀敏;李正權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/70;H04W28/08;H04W40/22
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)中繼卸載方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟s1：構(gòu)建一個毫米波和頻率低于6GHz電磁波Sub-6GHz的移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)，其中，Sub-6GHz實現(xiàn)用戶設(shè)備的全覆蓋，毫米波實現(xiàn)用戶部分覆蓋；所述移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)中共有U個用戶設(shè)備在Sub-6GHz的覆蓋范圍內(nèi)，n個中心用戶設(shè)備CU可以直接將計算任務(wù)卸載到移動邊緣計算MEC服務(wù)器中，m個拓展用戶設(shè)備EU不在毫米波的覆蓋范圍內(nèi)，CUs為毫米波覆蓋范圍內(nèi)的所有CU，每個用戶設(shè)備有一個長度為J的隊列用于儲存任務(wù)，不在毫米波覆蓋范圍內(nèi)的用戶通過D2D中繼鏈路完成數(shù)據(jù)卸載；

步驟s2：CUn中繼EUm中需要卸載的任務(wù)，在通信范圍內(nèi)，CUn和處于毫米波覆蓋范圍內(nèi)的其他CUs交換任務(wù)數(shù)據(jù)，處理隊列中的任務(wù)；

步驟s3：根據(jù)CUn處理隊列中的任務(wù)導(dǎo)致的系統(tǒng)能量消耗建立代價函數(shù)，列出平均場博弈MFG中的FPK方程和HJB方程；

步驟s4：將公式化的MFG轉(zhuǎn)換為馬爾可夫決策過程MDP，通過采用強化學(xué)習(xí)框架最大化CU n的價值函數(shù)，求得MFG的均衡解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)中繼卸載方法，其特征在于，所述步驟s1中，將MEC服務(wù)器部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣的計算基站內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)中繼卸載方法，其特征在于，所述步驟s2中，CUn處理隊列中任務(wù)的工作模式包括本地計算以及卸載任務(wù)到MEC服務(wù)器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)中繼卸載方法，其特征在于，所述步驟s3中包括：

a_n是CU n的動作空間，表示為其中d_n，m為二進(jìn)制索引{0，1}，如果CUn選擇EUm的任務(wù)進(jìn)行中繼，則d_n，m＝1，否則為0；c_n∈{0，1}，當(dāng)CUn選擇本地計算，則c_n＝1，否則為0；和分別表示CUn需要處理的中繼任務(wù)數(shù)據(jù)和自身任務(wù)數(shù)據(jù)；

s_n為CUn的狀態(tài)空間，表示為s_n＝{i_n，h_n}，其中I_n表示CU n隊列中的任務(wù)大小，h_n表示CUn和接入點AP之間信道的增益；

r是獎勵函數(shù)，定義為系統(tǒng)能耗的負(fù)值，表示為其中d_n，m∈{0，1}，c_n∈{0，1}，

時隙t中CUn的狀態(tài)空間離散化為w個狀態(tài)，表示為其中表示在時隙t時CUn隊列中的任務(wù)大小，表示時隙t時CU n和接入點AP之間信道的增益；

CUn獲得的獎勵取決于CUs在每個狀態(tài)的分布；

在時隙t中CUs在狀態(tài)中的分布表示為其中表示在狀態(tài)中CUs的比例，對CUn建立前向FPK方程，表示為其中表示在時隙t中中的CUn轉(zhuǎn)換為的概率，取決于CUn的動作，表示時隙t中狀態(tài)空間s_n中的第i個狀態(tài)，表示時隙t中狀態(tài)空間s_n中的第j個狀態(tài)；

在時隙t中CUn的價值函數(shù)，稱為后向HJB方程，定義為：其中μ表示在狀態(tài)下選擇動作a_n的策略，r[a_n|sn]表示時隙t中CUn在狀態(tài)s_n采取動作a_n后得到的獎勵，表示在時隙t+1遵循策略μ獲得的預(yù)期累計獎勵，為折扣因子。