[發(fā)明專利]一種云邊融合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)卸載與數(shù)據(jù)緩存方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110027374.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN112667406A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄺祝芳;陳清林;高堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南林業(yè)科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/50
• 分類號(hào): G06F9/50;G06F9/445
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• 代理人: 暫無信息

1.一種云邊融合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)卸載與數(shù)據(jù)緩存方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)造云邊融合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)卸載、數(shù)據(jù)緩存和資源分配的數(shù)學(xué)模型P1，

步驟2：在給定傳輸功率和CPU頻率的情況下，構(gòu)造給定傳輸功率和CPU頻率情況下的數(shù)學(xué)模型P2。基于深度學(xué)習(xí)DQN算法求解問題P2，求得任務(wù)卸載和數(shù)據(jù)緩存決策向量，求得目標(biāo)值Val_old，

步驟3：基于步驟3求得的優(yōu)化變量，構(gòu)造數(shù)學(xué)模型P3，采用序列二次規(guī)劃法對(duì)傳輸功率和CPU頻率進(jìn)行求解，求得目標(biāo)值Val_new，

步驟4：比較目標(biāo)值Val_old和Val_new的差值，如果差值小于閾值，則循環(huán)迭代結(jié)束，否則重復(fù)步驟2至步驟4；

步驟1中云邊融合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)卸載、數(shù)據(jù)緩存和資源分配的數(shù)學(xué)模型P1，定義數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化變量，包括任務(wù)計(jì)算卸載向量a_i,m∈{0,1}表示是否將用戶i的任務(wù)卸載到MEC服務(wù)器，a_i,m＝1表示卸載用戶i的任務(wù)到MEC服務(wù)器m∈M上進(jìn)行計(jì)算；計(jì)算卸載向量b_i,m∈{0,1}表示是否卸載用戶i的任務(wù)到云服務(wù)器上進(jìn)行計(jì)算，b_i,m＝1表示用戶i的任務(wù)通過MEC服務(wù)器m∈M卸載到云服務(wù)器上進(jìn)行計(jì)算；任務(wù)數(shù)據(jù)緩存向量c_i,m∈{0,1}表示數(shù)據(jù)U_i是否在邊緣服務(wù)器m∈M上進(jìn)行緩存，c_i,m＝1表示用戶i的所需遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)U_i緩存到MEC服務(wù)器上，邊緣設(shè)備的傳輸功率變量p_i，表示第i個(gè)用戶的上行傳輸功率，邊緣設(shè)備最大傳輸功率為P_i^max，邊緣服務(wù)器的傳輸功率變量q_i，表示第i個(gè)用戶所需相應(yīng)數(shù)據(jù)通過邊緣服務(wù)器傳輸?shù)南滦袀鬏敼β剩吘壏?wù)器最大傳輸功率為定義用戶i的數(shù)據(jù)率為邊緣服務(wù)器的數(shù)據(jù)率為每個(gè)用戶的任務(wù)最大等待時(shí)延為T，每個(gè)用戶的任務(wù)最大能耗為E，最小化效益的目標(biāo)函數(shù)為定義目標(biāo)問題優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型Ρ1；

步驟2中在給定傳輸功率和CPU頻率的情況下，構(gòu)造給定傳輸功率和CPU頻率情況下的數(shù)學(xué)模型P2，基于深度學(xué)習(xí)DQN算法求解問題P2。采用DQN算法對(duì)任務(wù)的卸載決策和緩存決策進(jìn)行求解，求得任務(wù)卸載和數(shù)據(jù)緩存決策向量求得目標(biāo)值Val_old；

步驟4基于求得的卸載和緩存決策代入數(shù)學(xué)模型P1，構(gòu)造數(shù)學(xué)模型P3，采用序列二次規(guī)劃法SQP將P3轉(zhuǎn)化為二次規(guī)劃問題進(jìn)行求解，求得優(yōu)化變量傳輸功率和CPU頻率求得目標(biāo)值Val_new；

步驟4中比較目標(biāo)值Val_old和Val_new的差值，如果差值小于閾值，則循環(huán)迭代結(jié)束，否則重復(fù)步驟2和步驟3，比較步驟2求得的目標(biāo)值Val_old和步驟3求得目標(biāo)值Val_new的差值，如果Val_old-Val_new＜δ，則退出，否則重復(fù)步驟2和步驟3。